DE10304634B4

DE10304634B4 - Reparierbares flexibles Flachkabel und Verfahren zu dessen Reparatur

Info

Publication number: DE10304634B4
Application number: DE10304634A
Authority: DE
Inventors: Peter Joseph Canton Sinkunas; Zhong You Shi (Joe), Ann Arbor; Jay D. Dearborn Baker; Robert Edward West Bloomfield Belke; Charles Frederick Northville Schweitzer; Raymond Eric Detroit Foster; Stephen Edward Ann Arbor Fuks
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2002-02-01
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2023-02-01
Also published as: GB0302344D0; GB2384917B; US20030146018A1; US6830176B2; GB2384917A; DE10304634A1; GB2384917A8

Abstract

Reparierbares flexibles Flachkabel (10, 60) mit aus der Trägerfolie (12, 65) heraustrennbaren Reparatur- und Anschlussbereichen (20; 40; 71, 72, 74; 76) an den Endteilen der Trägerfolien (12, 65) zum elektrischen Verbinden derselben mit einem Reparaturverbindungsstück (30), dadurch gekennzeichnet, dass das Flachkabel (10; 60) abwechselnd im Raster angeordnete quer zur Längsrichtung verlaufende
– heraustrennbare Reparaturbereiche (20; 40; 71, 72, 74; 76) mit nicht isolierten und mit Lot (15) beschichteten elektrischen Leitern (14, 36) und
– Bereiche mit isolierten elektrischen Leitern (16), die randseitig entsprechende Justieröffnungen (35; 78) aufweisen, wobei
im Reparaturfall entsprechende Reparaturbereiche (20; 40; 71, 72, 74; 76) des Flachkabels durch ein Reparaturverbindungsstück (30; 79; 80, 81) in Form einer flexiblen Leiterplatte, welche korrespondierende belotete Leiterstrukturen (85; 87) aufweist, elektrisch verbunden werden.

Description

Sachgebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein reparierbares flexibles Flachkabel und auf Systeme und Verfahren zur Reparatur flexibler Flachkabel.
Hintergrund der Erfindung

Flexible Schaltungen sind typischerweise aus einem Polyestersubstrat gefertigt, auf dem sich Leiterzüge befinden, auf denen elektronische Komponenten montiert sind. Während diese flexiblen Schaltungen viele Vorteile haben und heutzutage in vielen Fahrzeugen eingesetzt werden, ergeben sich einige Probleme. Zum Beispiel ist das Reparieren einer flexiblen Leiterplatte am Produkt nicht einfach, speziell, wenn Materialien auf Polyesterbasis eingesetzt sind.

In der DE 198 32 012 A1 wird eine Anschlussanordnung für Flachbandleitungen offenbart, die mehrere im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Leiterbahnen aufweist. Dabei sind die Leiterbahnen mit Kontaktstellen versehen, die über eine entsprechende Anzahl von entsprechend angeordneten Gegenkontaktstellen elektrisch leitend mit zumindest einem Gegenstück in Verbindung zu bringen sind. Zu dem Zweck, eine Anschlussanordnung für Flachbandleitungen zu schaffen, die innerhalb der Erstreckung einer Flachbandleitung auf besonders einfache Art und Weise anzubringen ist und die dabei eine elektrisch leitende Verbindung mit möglichst wenigen Übergangsstellen zum Kontaktpartner bzw. zum Gegenstück schafft, weist zumindest eine Flachbandleitung von vornherein an zumindest einer bestimmten Stelle innerhalb ihrer Erstreckung einen vorbereiteten Anschlussbereich auf.

Dieser weist unter Abdeckung einer entfernbaren Schutzfolie bereits die zur elektrischen Verbindung mit dem Gegenstück vorbereiteten, nicht mit einer Isolation versehenen Kontaktstellen der Leiterbahnen auf.

Aus der WO 01/17323 A1 ist ein Verfahren zum Verbinden und zur Reparatur von flexiblen Leiterplatten durch ein flexibles Verbindungsstück beschrieben. Das flexible Verbindungsstück umfasst ein dielektrisches Substrat, welches einen ersten und einen zweiten Rand aufweist und eine Vielzahl von Leiterspuren, die auf oder innerhalb des Substrats angeordnet sind, wobei sich jede der Leiterspuren annähernd vom ersten Rand bis annähernd zum zweiten Rand erstreckt. Jede der Leiterspuren enthält einen ersten Verbindungspunkt in der Nähe des ersten Randes, einen zweiten Verbindungspunkt in der Nähe des zweiten Randes und zumindest einen dritten Verbindungspunkt, der zwischen den beiden anderen Verbindungspunkten platziert ist. Das Verbindungsstück kann zwei Schaltungen miteinander verbinden. Wenn eine der beiden Schaltungen z. B. infolge eines Bauteilausfalls abgetrennt werden muss, kann das Verbindungsstück so zugeschnitten werden, dass eine Reihe von den so genannten dritten Verteilungspunkten hervortreten, mit denen eine neue Ersatzschaltung verbunden werden kann.

Der Reparierende muss bei der Reparatur einer flexiblen Leiterplatte, wie z. B. einer Leiterplatte mit Polyestersubstraten, zur Absicherung der Integrität der flexiblen Leiterplatte mit besonderer Sorgfalt vorgehen.

Aufgabe der Erfindung

Deshalb besteht Bedarf an einem neuen, verbesserten System und einem Verfahren zur Reparatur flexibler Schaltungen. Das neue, verbesserte System und Verfahren sollte die Qualitätsminderung des Substrats der flexiblen Leiterplatte verhindern. Außerdem sollte das neue, verbesserte System und Verfahren neue Lötverbindungen liefern, die zuverlässig sind und die Integrität der flexiblen Leiterplatte erhalten. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines solchen neuen verbesserten Systems und eines Verfahrens zur Reparatur flexibler Schaltungen.

Kurze Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein reparierbares flexibles Flachkabel mit aus der Trägerfolie heraustrennbaren Reparatur- und Anschlussbereichen, die sich an den Endteilen der Trägerfolien befinden und dem elektrischen Verbinden (wie z. B. Löten) derselben mit einem Reparaturverbindungsstück dienen. Dabei besteht das Flachkabel aus abwechselnd im Raster angeordneten quer zur Längsrichtung verlaufenden

– heraustrennbaren Reparaturbereichen mit nicht isolierten und mit Lot beschichteten elektrischen Leitern und
– Bereichen mit isolierten elektrischen Leitern, die randseitig entsprechende Justieröffnungen aufweisen.

Dabei werden im Reparaturfall entsprechende Reparaturbereiche des Flachkabels durch ein Reparaturverbindungsstück in Form einer flexiblen Leiterplatte, welche korrespondierende belotete Leiterstrukturen aufweist, elektrisch verbunden.

Die flexiblen Flachkabel leiten elektrische Signale von und zu elektronischen Einrichtungen. Die elektrischen Leiter sind für den Transport elektrischer Signale ausgelegt. Das Reparaturverbindungsstück wird für das elektrisch leitende Verbinden von mindestens zwei Reparaturbereichen benutzt. Vorzugsweise ist das Reparaturverbindungsstück elektrisch leitend mit dem flexiblen Flachkabel unter Verwendung eines Diodenlasers verbunden. Bevorzugt ist an den Reparaturbereichen eine Lötpaste quer über die elektrischen Leiter aufgebracht.

Der zweite Teil der Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Reparieren des oben beschriebenen flexiblen Flachkabels gelöst. Dieses umfasst die folgenden einzelnen Schritte:

– Lokalisieren eines zu reparierenden Bereiches auf dem Flachkabel;
– Trennen entlang einer innerhalb des zu reparierenden Bereiches gelegenen Reparaturschnittlinie unter Teilung des flexiblen Flachkabels in ein erstes und ein zweites flexibles Flachkabel;
– Positionieren eines Reparaturverbindungsstücks in Form einer flexiblen Leiterplatte, welche korrespondierende belotete Leiterstrukturen aufweist, innerhalb des zu reparierenden Bereichs auf dem flexiblen Flachkabel, wobei die beloteten Leitstrukturen auf den entsprechenden Reparaturbereichen des flexiblen Flachkabels ausgerichtet werden;
– Aufbringen von Druck auf das Reparaturverbindungsstück über den Reparaturbereichen;
– Löten des Reparaturverbindungsstücks an das erste und das zweite flexible Flachkabel in den jeweiligen Reparaturbereichen zum Bilden einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den beiden Teilen des flexiblen Flachkabels.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die 1a und 1b sind Draufsichten je einer Seite eines Flachbandlitzenkabels entsprechend der Erfindung.
2 ist eine Draufsicht eines entsprechend der Erfindung ausgelegten Reparaturverbindungsstücks.
Die 3a und 3b sind Draufsicht und Seitenansicht eines Flachbandlitzenkabels und einer Reparaturverbindungsstückbaugruppe entsprechend der Erfindung.
4a ist eine Draufsicht einer zu reparierenden Flachbandlitzenkabelbaugruppe entsprechend der Erfindung.
4b ist eine Draufsicht eines Reparaturverbindungsstücks und einer zum elektrisch leitenden Verbinden mit dem Reparaturverbindungsstück positionieren Flachbandlitzenkabelbaugruppe entsprechend der Erfindung.
Die 4c und 4e sind Draufsichten einer anderen Ausgestaltung eines Reparaturverbindungsstücks und einer zum elektrisch leitenden Verbinden positionierten Flachbandlitzenkabelbaugruppe entsprechend der Erfindung.
Die 5a und 5b sind Draufsichten eines Reparaturverbindungsstücks und einer Flachbandlitzenkabelbaugruppe für die zweite Reparatur einer Leiterplatten- und Sensorbaugruppe nach einer durchgeführten Vorreparatur entsprechend der Erfindung.
Die 6a–6c sind Draufsichten von Flachbandlitzenkabeln oder Bussen mit Reparaturverbindungsstücken zum elektrisch leitenden Verbinden derselben entsprechend der Erfindung.
Die 6d–6f sind Draufsichten eines Flachbandlitzenkabels und von Leiterplattenbaugruppen mit Reparaturverbindungsstücken für die Reparatur der Baugruppen entsprechend der Erfindung.
Die 7a und 7b sind Seitenansichten eines Flachbandlitzenkabels und von Leiterplattenbaugruppen für die Reparatur schadhafter oder nicht funktionsfähiger Leiterplatten oder Schaltungssubstrate entsprechend der Erfindung.
8 stellt ein System und ein Verfahren zum Löten oder Aufschmelzen von Lot zum elektrisch leitenden Verbinden von Flachbandlitzenkabeln entsprechend der Erfindung dar.
Die 9a–9l sind Draufsichten und Schnittdarstellungen eines Flachbandlitzenkabels zur Darstellung eines Verfahrens zum elektrisch leitenden Verbinden mit verschiedenen Flachbandlitzenkabeln mit freiliegenden Leitern entsprechend der Erfindung.
Die 10a und 10b sind eine Draufsicht eines Flachbandlitzenkabels und eine Darstellung eines Schnitts durch einen überlappten Stoß entsprechend der Erfindung.
11 ist eine Draufsicht eines überlappten Stoßes und eines Flachbandlitzenkabels entsprechend der Erfindung, nachdem das Lot aufgeschmolzen worden ist.
12a ist eine Draufsicht eines Flachbandlitzenkabels entsprechend der Erfindung, wobei Lötpaste quer über die Leiter aufgebracht worden ist.
12b ist eine Draufsicht eines Flachbandlitzenkabels entsprechend der Erfindung, wobei eine in verschiedener Gestalt vorgeformte Lottafel quer über die Leiter aufgebracht ist.
Ausführliche Beschreibung der Vorzugsausgestaltungen
Bezug nehmend auf die Zeichnungen 1a und 1b ist ein flexibles Flachkabel in Form eines Flachbandlitzenkabels (FFC) 10 entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. In 1a ist eine Seitenansicht eines FFC 10 dargestellt, wobei, wie gezeigt, das FFC 10 ein flexibles Schaltungssubstrat 12 (Trägerfolie) und eine Vielzahl von elektrischen Leitern 13 enthält. Das FFG 10 enthält außerdem Regionen freiliegender Leiter 14 und Regionen isolierter Leiter 16. In einer Ausgestaltung der Erfindung sind zwei separate Teile (a) und (b) eines Flachbandlitzenkabels metallurgisch unter Verwendung einer sich im überlappten Stoß 18 befindlichen Lötpaste 17 (Lot) verbunden.
Weiterhin ist eine Draufsicht eines FFC 10 in 1b dargestellt. Wie gezeigt, ist in einer Ausgestaltung eine Vielzahl von Reparaturbereichen 20 in gleichmäßigem Abstand zueinander und in einer anderen Ausgestaltung in ungleichmäßigem Abstand zueinander verteilt. Die Reparaturbereiche 20 enthalten Leiter 13, die innerhalb des Reparaturstücks elektrisch nicht isoliert sind. Außerdem ist eine Lötpaste 15 vorgeformt und auf den freiliegenden Leiterzügen 13 angeordnet. Der überlappte Stoß 18 ist durch Überlappen eines Abschnitts (aa) mit einem Abschnitt (bb) der Teile (a) bzw. (b) des FFC 10 ausgeführt. Dann wird der überlappte Stoß 18 zum Verflüssigen des Lots erhitzt. Technologien zum Erhitzen der Lötpaste 15 ohne Beschädigung des Substrats werden nachfolgend beschrieben.
Im Weiteren, Bezug nehmend auf 2, wird eine Draufsicht eines Reparaturverbindungsstücks 30 entsprechend der Erfindung dargestellt. Das Reparaturverbindungsstück 30 wird zum Verbinden von zwei separaten FFCs 50 und 52 (dargestellt in den 3a und 3b) eingesetzt. Das Reparaturverbindungsstück 30 enthält ein Substrat 32, in dem eine Vielzahl von Justieröffnungen 35 (dargestellt in 3a) im FFC 50 angeordnet sind. Damit tragen Öffnungen 34 mit auf den FFC 50 und 52 angeordneten Justieröffnungen 35 (dargestellt in 3a) zum Erleichtern des Justierens des Reparaturverbindungsstücks 30 bei. Außerdem enthält das Reparaturverbindungsstück 30 eine Vielzahl von Leiterzügen 36 zum Leiten von elektrischen Signalen. Wie in 3b gezeigt, sind auf Leitern 36 Lotvorformen 38 für das mit den beiden FFCs 50 und 52 elektrisch leitend zu verbindende Reparaturverbindungsstück 30 angeordnet.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung enthält das Reparaturverbindungsstück 30 zusätzliche Reparaturbereiche 40. In den zusätzlichen Reparaturbereichen 40 sind Lotvorformen 35 auf elektrischen Leitern 36 angeordnet. Die zusätzlichen Reparaturbereiche 40 können in analoger Weise elektrisch leitend verbundene FFCs 50 und 52 sein, wenn weitere elektrisch leitende Verbindungen benötigt werden. Das Reparaturverbindungsstück 30 enthält weiter Schnittlinien 42 und 44 zum Entfernen der zusätzlichen Reparaturbereiche 40, wenn weitere elektrisch leitende Verbindungen nicht benötigt werden.
Bezug nehmend auf 3b sind eine Seitenansicht von FFCs 50 und 52 sowie die Seitenansicht des elektrisch leitend verbundenen Reparaturverbindungsstücks 30 entsprechend der Erfindung dargestellt. Typischerweise besitzt ein FFC einen nicht funktionsfähigen Teil in der Art von FFC 50 und FFC 52. Bei Benutzung verbindet die Erfindung FFC 50 und FFC 52 elektrisch leitend und mechanisch mithilfe eines Reparaturverbindungsstücks 30. Wie zuvor diskutiert, enthält ein Reparaturverbindungsstück 30 Leiter 36 mit Lotvorformen 38 innerhalb der Reparaturbereiche. Die Lotvorformen 39 auf dem Reparaturverbindungsstück 30 sind auf die in den Reparaturbereichen 20 der FFCs 50 und 52 angeordneten Lotvorformen 15 ausgerichtet. Auf diese Art repariert die Erfindung nicht funktionsfähige Teile eines Flachbandschaltungssubstrats.
Bezug nehmend auf 4a bis 4e wird ein Verfahren zur Reparatur eines FFC 60 entsprechend der Erfindung beschrieben. Das FFC 60 ist an einem ersten Ende 62 mit einer Leiterplatte 61 und an einem zweiten Ende 64 mit einem Sensor 63 verbunden. Das FFC 60 ist zum Leiten elektrischer Signale durch eine Vielzahl auf einer Fläche 68 des FFC 60 angeordneter Leiterzüge 66 ausgelegt. Wenn eine Reparatur am FFC 60 aufgrund eines Sensurfehlers, eines Leiterplattenfehlers und/oder eines Leiterfehlers oder das Nachrüsten des Sensors oder der Leiterplatte selbst erforderlich ist, wird das FFC 60 entlang einer Reparaturschnittlinie 70 getrennt. Auf dem FFC 60 ist eine Vielzahl von Reparaturschnittlinien 70 angeordnet, die das Durchtrennen des FFC 60 näher am Sensor oder näher an der Leiterplatte ermöglichen.
Bezug nehmend auf die 4b, sind das FFC 60 und die Leiterplatten-Sensor-Baugruppe dargestellt, nachdem das FFC 60 entlang einer Schnittlinie 70 getrennt worden ist. Außerdem gibt es zusätzliche, mit den Reparaturbereichen 71 und 72 identische Reparaturbereiche 74 und 76 auf dem FFC 60, die sich jedoch näher zur Leiterplatte bzw. zum Sensor befinden. Die Reparaturbereiche 71, 72, 74 und 76 enthalten eine Vielzahl von Justieröffnungen 78 zum Erleichtern des Justierens des FFC 60 zum Reparaturverbindungsstück 79, wie weiter unten beschrieben wird. Weiter enthält das Reparaturverbindungsstück 79 Lötpastenvorformen 81, die über den Leiterzügen 82 angeordnet sind.
Wie in den 4c bis 4e dargestellt ist, ist das FFC 60 alternativ mittels eines Reparaturverbindungsstücks 80 elektrisch leitend verbunden. Das Reparaturverbindungsstück 80 besitzt mindestens zwei Reparaturzonen 82 und 84. Die Reparaturzonen 82 und 84 enthalten über den Leiterzügen 86 angeordnete Lötpastenvorformen 85 und 87. Außerdem stehen eine Vielzahl von Justieröffnungen 88 auf dem Reparaturverbindungsstück 80 zur Verfügung, die mit den auf dem Substrat 65 des FFC 60 angeordneten Justieröffnungen 90 zum Absichern einer korrekten Justierung der Leiterzüge 86 auf dem Reparaturverbindungsstück 80 zu den Leiterzügen 66 auf dem FFC 60 kooperieren.
In 4e sind ein vollständig zusammengesetztes Reparaturverbindungsstück 80 und ein FFC 60 dargestellt. Wie gezeigt, sind das Reparaturverbindungsstück 80 und die auf ihm angeordneten Leiterzüge 86 genau zu den auf dem LLC 60 angeordneten Leiterzügen 66 ausgerichtet. Auf diese Weise wird das FFC 60 repariert, und die elektrischen Signale können von der Leiterplatte 61 zum Sensor 63 durch das Substrat 65 und das Reparaturverbindungsstück 80 übertragen werden.
Bezug nehmend auf die 5a und 5b wird nochmals das FFC 60 zum Vorstellen eines Verfahrens zur zweiten Reparatur der Leiterplatte 61 und der Sensorbaugruppe 63 nach einer durchgeführten Vorreparatur (wie weiter vorn beschrieben) gezeigt. Bei der Ausführung des Verfahrens wird das vorherige Reparaturverbindungsstück 80 durch Abtrennen des Reparaturverbindungsstücks entlang der in 4e gezeigten Reparaturschnittlinien 70 und 78 entfernt. Ein neues Reparaturverbindungsstück 81 wird zu den beiden Schnittteilen 91 und 93 des FFC 60 mittels Justieröffnungen 88 im Reparaturverbindungsstück 81 und Justieröffnungen 90 in den Schnittteilen 91 und 93 des FFC 60 ausgerichtet. Selbstverständlich kann die Länge (l) des Reparaturverbindungsstücks 81 eine beliebige für die gegebene Anwendung geeignete Länge sein.
Bezug nehmend auf die 6a bis 6f, sind Draufsichten von Litzenkabeln oder Bussen 100 dargestellt. Litzenkabel 100 enthalten in einer Ausgestaltung Steckbrückenreparaturstellen 102 mit über den Leiterzügen angeordneten und deshalb mit ihnen in elektrisch leitender Verbindung befindlichen Lotvorformen 104. Typischerweise gibt es auf einem Flachbandlitzenkabel 100 eine Vielzahl von Steckbrückenreparaturstellen zur Reparatur des Kabels. Bei dem Vorgang wird das Flachbandlitzenkabel 100 entlang einer Schnittlinie 106 getrennt. Nachdem das Flachbandlitzenkabel 100 getrennt ist, wird ein schadhafter Teil 108 entfernt, und ein Flachbandlitzenkabelreparaturteil 110 mit einer Reparatursteckbrücke 112 wird mit dem verbleibenden Teil 114 des Flachbandlitzenkabels 100 elektrisch leitend verbunden. Die Reparatursteckbrücke 112 steht in elektrisch leitender Verbindung mit dem Reparaturteil 110 durch die darauf aufgebrachten Lotvorformen 113. Wie in 6c gezeigt, ist der Reparaturteil 110 mit den Reparatursteckbrücken 112 durch Überlagerung des Reparaturteils 110 mit dem Teil 114 zwecks Bildung eines überlappten Stoßes 116 elektrisch leitend verbunden.
Bezug nehmend auf die 6d bis 6f, ist ein Draufsicht eines mit einer Leiterplatte 202 verbundenen FFC 200 entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Das FFC 200 enthält eine Schnittlinie 204 zum Abtrennen des FFC 200 von der Leiterplatte 202. Zum Beispiel wird ein Ersatz-FFC 206 zum Ersetzen des FFC 200 benötigt, wenn das FFC 200 beschädigt ist. Das Ersatz-FFC 206 enthält eine Reparaturstelle oder -zone 257 mit Lötpaste (vorzugsweise vorgeformt) auf den Leiterzügen (nicht dargestellt). Es gibt mindestens eine Steckbrückenreparaturstelle 208 auf der Leiterplatte 202 zum Anschließen des Ersatz-FFC 206 zwecks Reparatur. Wenn die Steckbrückenreparaturstelle 208 nicht genutzt wird, ist sie im Allgemeinen mit einem abziehbaren Band abgedeckt. Das Band kann dann leicht entfernt werden, und das Ersatz-FFC 206 wird über der Steckbrückenreparaturstelle 208 auf der Leiterplatte 202 platziert. Weiter unten wird ein Verfahren zum Aufschmelzen des Lots zwischen der Steckbrückenreparaturstelle 208 und der Reparaturzone 207 auf dem FFC 206 beschrieben. Wie in 6f dargestellt, sind die endgültig reparierte Leiterplatte 202 und das Ersatz-FFC 206 miteinander verbunden. Damit ermöglicht die Erfindung, ein schadhaftes FFC zu entfernen und ein betriebsfähiges FFC an die Leiterplatte 202 elektrisch leitend anzuschließen.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind ein System und ein Verfahren zur Reparatur beschädigter oder nicht funktionierender Leiterplatten oder Schaltungssubstrate oder zum Nachrüsten vorhandener Leiterplatten oder Schaltungssubstrate in den 7a und 7b dargestellt. Wenn zum Beispiel ein Schaltungssubstrat und/oder eine Leiterplatte 300 funktionsunfähig wird, kann ein neues funktionsfähiges Schaltungssubstrat und/oder eine Leiterplatte 302 als Ersatz für das funktionsunfähige Schaltungssubstrat und/oder die Leiterplatte 300 verwendet werden. Bei dem Vorgang wird ein neues Substrat 302 an vorhandenen FFCs 304 und 306 mithilfe der zuvor beschriebenen Verfahren befestigt. Das neue Schaltungssubstrat 302 enthält Flachbandlitzenreparaturkabel 308 und 310, die elektrisch leitend mittels Lot an überlappten Stößen 312 und 314 verbunden sind. Ein Paar Abstandhalter 316 und 318 sind unter dem neuen Schaltungssubstrat 302 angebracht. Die Abstandhalter 316 und 318 sorgen für ausreichenden Platz zwischen dem neuen Substrat 302 und dem funktionsunfähigen Substrat 300. Der Endzustand ist in 7b dargestellt.
Bezug nehmend auf 8, sind ein System und ein Verfahren zum Löten von Flachbandlitzenkabeln und spezieller von Flachbandlitzenstücken an Flachbandlitzenkabeln entsprechend der Erfindung dargestellt. Der Lötapparat 400 enthält in einer Ausgestaltung ein Paar Diodenlaser 402 und 404, eine Arbeitsfläche 406 und einen Niederhalter 408. Bei der Ausführung des Verfahrens wird ein auf ähnliche Weise, wie oben beschrieben, gestaltetes Flachbandlitzen-Reparaturverbindungsstück 410 auf der Arbeitsfläche 406 angeordnet. Anschließend werden die Flachbandlitzenkabelteile 414 und 416 auf der Oberseite des Flachbandlitzen-Reparaturverbindungsstücks 410 platziert. An den Flachbandlitzenkabeln 414 und 416 können, wie zuvor beschrieben, Leiterplatten 418 und Sensoren 420 angeschlossen sein. Auf den Flachbandlitzenkabeln 414 und 416 befinden sich eine Vielzahl hellfarbiger oder klarer Bereiche 422, die es den Laserlichtstrahlen 424 und 426 ermöglichen, das Substrat der Flachbandlitzenkabel 414 und 416 zu durchdringen und die Lötpaste 428 zu verflüssigen. Da das von den Laserdioden 402 und 404 erzeugte Licht nicht von den hellfarbigen oder klaren Objekten absorbiert wird, passiert im Wesentlichen das gesamte Licht die hellen Stellen 422 der Flachbandlitzenkabel und wird von den Leiterzügen 430 und der Lötpaste 428 absorbiert. Deshalb stellt die Erfindung ein System und ein Verfahren zum elektrisch leitenden Verbinden eines Flachbandlitzenkabels unter Verwendung von durch Diodenlaser erzeugtem Laserlicht bereit. Natürlich ist der Niederhalter 408 zwecks Durchlassen des Laserlichts ebenfalls hellfarbig oder klar.
Mit Bezug auf die 9a bis 9l ist ein Verfahren zum Löten von Flachbandlitzenkabeln (FFC) mit freiliegenden Leitern 502 dargestellt. Typischerweise sind eine Vielzahl von Leitern 502 zum Übertragen von elektrischen Signalen am FFC 504 angeschlossen. Schwierig wird es jedoch, wenn zwei separate Teile des FFC 504 miteinander zu verbinden sind. Durch das Verfahren der Erfindung wird dieses Problem gelöst, indem zunächst die Leiter 502 so freigelegt werden, dass die Leiter 502 aus dem FFC 504 herausragen und einen vorstehenden Leiterteil 503 bilden. Danach wird ein Plast- oder nichtleitender Streifen 506 unter dem vorstehenden Leiterteil 503 der Leiter 502 deponiert. Der Streifen 506 kann mit einem Kleber zum erleichterten Anhaften des Streifens an den Leitern 502 versehen sein. Eine in 9c gezeigte Draufsicht zeigt den an den Leitern 502 haftenden Plaststreifen 506. 9d ist eine Schnittdarstellung der in 9c gezeigten Anordnung.
Wie in der Draufsicht in 9e dargestellt, wird als Nächstes Lötpaste, Lötdraht mit Flussmittel oder eine Lotvorform 508 auf der Oberseite quer über die Vielzahl der Leiter 502 platziert. Wie in 9f der Darstellung eines Schnittes durch die in 9e gezeigten Anordnung, gezeigt, befindet sich das Lot 508 auf allen Oberseiten 510 der Vielzahl von Leitern 502.
Speziell bezogen auf den Draufsicht in 9g sind jetzt die zwei Teile 512 und 514 des FFC 504 miteinander verbunden. Wie die Schnittdarstellung in 9h zeigt, ist der FFC-Teil 512 so angeordnet, dass die Leiter 502 auf dem Teil 512 auf eine Vielzahl der Leiter 516 auf dem Teil 514 treffen. Damit befindet sich das Lot 508 zwischen den Leitern 502 und den Leitern 516. Als Nächstes wird ein klarer Plaststreifen 518 zum elektrischen Isolieren der freiliegenden Leiter 502 und 516 quer über den überlappten Stoß 520 gelegt.
In 9i ist eine Draufsicht der FFC-Teile 512 und 514 mit einem überlappten Stoß 520 dargestellt. Bei dem Vorgang werden die Leiter 516 und 502 durch Aufschmelzen des Lots 508 elektrisch leitend verbunden. Das Lot 508 wird durch einen Strahlenpunkt 522 eines von einem Laser ausgesendeten Laserlichts im zu bestrahlenden überlappten Stoß 520 aufgeschmolzen. Der Laser und Strahlenpunkt 522 ist quer über den überlappten Stoß 520 in der durch den Pfeil d gezeigten Richtung gerastert. Wie in der Draufsicht in 9k dargestellt, befindet sich das Lot 508 nach dem Aufschmelzen nur zwischen den Leitern 502 und 516 und überquert nicht das Substrat und verbindet nicht benachbarte Leiterpaare der Leiter 502 und 516. Deshalb sorgt die Erfindung für eine elektrisch leitende Verbindung der Leiter 502 und 516 ohne Kurzschluss zwischen benachbarten Leiterpaaren. In 9l wird schließlich der fertig gestellte überlappte Stoß 520 (nach dem Lotaufschmelzen) in einer Schnittdarstellung gezeigt.
Bezug nehmend auf die 10a und 10b sind eine Draufsicht von Flachbandlitzenkabelteilen 512 und 514 sowie ein Schnitt durch den überlappten Stoß 520 entsprechend der Erfindung dargestellt. Wie in 10b gezeigt, sind durch Laser und Laserstrahlenpunkt 522 die Plaststreifen 506 und 518 miteinander verschweißt und die Leiter 502 und 516 dazwischen versiegelt. Damit sorgt die Erfindung für einen elektrisch isolierten überlappten Stoß 520.
Bezug nehmend auf die 11 ist eine Draufsicht eines überlappten Stoßes 520, nachdem Lot aufgeschmolzen worden ist, entsprechend der Erfindung dargestellt. Wie gezeigt befindet sich das Lot an den Leiterzügen und nicht zwischen benachbarten Leitern oder Trassen. Damit bietet die Erfindung viele Vorteile entsprechend dem Stand der Technik. Das Lot kann zum Beispiel in verschiedenen Konfigurationen und Konsistenzen quer über die Vielzahl von Leitern platziert sein und anschließend zum Bilden einer elektrisch leitenden Verbindung nur zwischen kontaktierten Leiterpaaren aufgeschmolzen werden.
Wie die Draufsicht in 12a zeigt, kann die Lötpaste 509 zum Beispiel quer über die Leiter aufgebracht sein. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann eine vorgeformte Lottafel 515 mit unterschiedlicher, wie z. B. in 12b dargestellter Gestalt quer über die Leiter 502 platziert sein. Des Weiteren ist in einer noch anderen Ausgestaltung der Erfindung zum Bilden einer elektrisch leitenden Verbindung mit den Leitern 516 Lötdraht mit Flussmittel quer über die Leiter 502 angeordnet.
Außerdem wird die Lage von Lötpaste 509, Lötdraht mit Flussmittel und/oder einer vorgeformten Lottafel 515 in einer Schnittdarstellung quer durch einen durch Überlappen von FFC 512 und FFC 514 gebildeten überlappten Stoß gezeigt. Damit stellt die Erfindung in den vorhergehenden Ausgestaltungen und anderen Ausgestaltungen Systeme und Verfahren zum Reparieren von Flachbandlitzenkabeln auf leichte und wirksame Weise bereit.
Die vorhergehende Diskussion offenbart und beschreibt eine Vorzugsausgestaltung der Erfindung. Eine mit dem Fachgebiet vertraute Person wird aus dieser Darstellung und den beigefügten Zeichnungen und Patentansprüchen leicht erkennen, dass Änderungen und Modifikationen an der Erfindung durchgeführt werden können, ohne dass vom wahren Gehalt und dem erkennbaren, durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Geltungsbereich der Erfindung abgewichen wird.

10: Flachbandlitzenkabel (FFC), flexibles Flachkabel
12: flexibles Schaltungssubstrat, Trägerfolie
13: elektrische Leiter
14: freiliegende Leiter, nicht isolierte Leiter
15: Lötpaste, Lot
16: isolierte Leiter
17: Lötpaste, Lot
18: überlappter Stoß
20: Reparaturbereich
30: Reparaturverbindungsstück
32: Substrat des Reparaturverbindungsstücks 30
34: Öffnungen
35: Justieröffnungen
36: elektrische Leiter
38: Lotvorformen
39: Lotvorformen
40: Reparaturbereiche
50: separates Flachbandlitzenkabel (FFC), erster Teil
52: separates Flachbandlitzenkabel (FFC), zweiter Teil
60: Flachbandlitzenkabel (FFC)
61: Leiterplatte
62: erstes Ende vom Flachbandlitzenkabel
63: Sensor, Sensorbaugruppe
64: zweites Ende vom Flachbandlitzenkabel
65: Substrat des Flachbandlitzenkabels, Trägerfolie
66: Leiterzüge
68: Fläche des Flachbandlitzenkabels (FFC)
70: Reparaturschnittlinie,
71: Reparaturbereich
72: Reparaturbereich
74: Reparaturbereich
76: Reparaturbereich
78: Justieröffnungen
79: Reparaturverbindungsstück
80: Reparaturverbindungsstück
81: Reparaturverbindungsstück
82: Reparaturzonen, belotete Leiterstrukturen
84: Reparaturzonen, belotete Leiterstrukturen
85: Lötpastenvorformen
86: Leiterzüge
87: Lötpastenvorformen
88: Justieröffnungen
90: Justieröffnungen
91: Schnittteile des Flachbandlitzenkabels (FFC)
93: Schnittteile des Flachbandlitzenkabels (FFC)
100: Litzenkabel, Busse
102: Steckbrückenreparaturstellen
104: Lotvorformen
106: Schnittlinie
108: schadhafter Teil, der entfernt wird
110: Reparaturteil, Reparaturverbindungsstück
112: Reparatursteckbrücke
114: verbleibender Teil
116: überlappter Stoß
200: FFC
202: Leiterplatte
204: Reparaturschnittlinie
206: Ersatz-Flachbandlitzenkabel (FFC)
207: Reparaturbereiche
208: Steckbrückenreparaturstelle
300: Schaltungssubstrat oder Leiterplatte
302: neues funktionsfähiges Schaltungssubstrat oder eine Leiterplatte
304: Flachbandlitzenkabel (FFC)
306: Flachbandlitzenkabel (FFC)
308: Flachbandlitzenreparaturkabel
310: Flachbandlitzenreparaturkabel
312: überlappte Stöße
314: überlappte Stöße
316: Abstandshalter
318: Abstandshalter
400: Lötapparat
402: Diodenlaser
404: Diodenlaser
406: Arbeitsfläche
408: Niederhalter
410: Reparaturverbindungsstück
414: Flachbandlitzenkabel (FFC)
416: Flachbandlitzenkabel (FFC)
418: Leiterplatten
420: Sensoren
422: hellfarbige oder klare Bereiche
424: Laserlichtstrahlen
426: Laserlichtstrahlen
428: Lötpaste
430: Leiterzüge
502: freiliegende Leiter
503: vorstehender Leiterteil
504: Flachbandlitzenkabel (FFC)
506: Plast- oder nichtleitender Streifen
508: Lötvorform
509: Lötpaste
510: Oberseiten der Vielzahl von Leitern 502
512: Flachbandlitzenkabel(FFC)-Teil
514: Flachbandlitzenkabel(FFC)-Teil
515: Lottafel
516: Leiter
518: klarer Plaststreifen
520: überlappter Stoß
522: Laserstrahlenpunkt

Claims

Reparierbares flexibles Flachkabel (10, 60) mit aus der Trägerfolie (12, 65) heraustrennbaren Reparatur- und Anschlussbereichen (20; 40; 71, 72, 74; 76) an den Endteilen der Trägerfolien (12, 65) zum elektrischen Verbinden derselben mit einem Reparaturverbindungsstück (30), dadurch gekennzeichnet, dass das Flachkabel (10; 60) abwechselnd im Raster angeordnete quer zur Längsrichtung verlaufende – heraustrennbare Reparaturbereiche (20; 40; 71, 72, 74; 76) mit nicht isolierten und mit Lot (15) beschichteten elektrischen Leitern (14, 36) und – Bereiche mit isolierten elektrischen Leitern (16), die randseitig entsprechende Justieröffnungen (35; 78) aufweisen, wobei im Reparaturfall entsprechende Reparaturbereiche (20; 40; 71, 72, 74; 76) des Flachkabels durch ein Reparaturverbindungsstück (30; 79; 80, 81) in Form einer flexiblen Leiterplatte, welche korrespondierende belotete Leiterstrukturen (85; 87) aufweist, elektrisch verbunden werden.
Reparierbares flexibles Flachkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reparaturverbindungsstück (410) elektrisch leitend mit dem flexiblen Flachkabel (414, 416) unter Verwendung eines Diodenlasers (402; 404) verbunden ist.
Reparierbares flexibles Flachkabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lötpaste (15) quer über die elektrischen Leiter (13) aufgebracht ist.
Ein Verfahren zum Reparieren eines flexiblen Flachkabels (10, 60) nach Anspruch 1, umfassend – Lokalisieren eines zu reparierenden Bereiches auf dem Flachkabel (10, 60); – Trennen entlang einer innerhalb des zu reparierenden Bereiches gelegenen Reparaturschnittlinie (70, 204) unter Teilung des flexiblen Flachkabels in ein erstes (50, 91, 93, 304, 414, 512) und ein zweites (52, 306, 416, 514) flexibles Flachkabel; – Positionieren eines Reparaturverbindungsstücks (30, 79, 80, 81, 410) in Form einer flexiblen Leiterplatte, welche korrespondierende belotete Leiterstrukturen (82, 84) aufweist, innerhalb des zu reparierenden Bereichs auf dem flexiblen Flachkabel (10, 60), wobei die beloteten Leitstrukturen (82, 84) auf den entsprechenden Reparaturbereichen (20, 40, 71, 72, 74, 76) des flexiblen Flachkabels ausgerichtet werden; – aufbringen von Druck auf das Reparaturverbindungsstück (30, 79, 80, 81, 410) über den Reparaturbereichen (20, 40, 71, 72, 74, 76); – Löten des Reparaturverbindungsstücks (30, 79, 80, 81, 410) an das erste (50, 91, 414) und das zweite (52, 93, 416, 422) flexible Flachkabel in den jeweiligen Reparaturbereichen zum Bilden einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den beiden Teilen (414, 416) des flexiblen Flachkabels.