DE10305356A1 - Elektrischer Verbinder für mindestens zwei isolierende Folien mit Leiterbahnen und Verfahren zum elektrischen Verbinden mindestens zweier isolierender Folien mit darin eingebetteten flexiblen Leiterbahnen - Google Patents

Elektrischer Verbinder für mindestens zwei isolierende Folien mit Leiterbahnen und Verfahren zum elektrischen Verbinden mindestens zweier isolierender Folien mit darin eingebetteten flexiblen Leiterbahnen

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DE10305356A1 DE2003105356 DE10305356A DE10305356A1 DE 10305356 A1 DE10305356 A1 DE 10305356A1 DE 2003105356 DE2003105356 DE 2003105356 DE 10305356 A DE10305356 A DE 10305356A DE 10305356 A1 DE10305356 A1 DE 10305356A1
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Cloet Olivier De
Jonny Jauris
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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum elektrischen Verbinden mindestens zweier isolierender Folien mit darin eingebetteten flexiblen Leiterbahnen und insbesondere auf ein Verfahren zum elektrischen Verbinden solcher flexibler Folien miteinander mittels eines Crimp-Verbinders. Um ein verbessertes Verfahren anzugeben, mit dem mindestens zwei Folien mit darin eingebetteten flexiblen Leiterbahnen elektrisch miteinander verbunden werden können, das besonders einfach, kostengünstig und effizient ist und darüber hinaus größere Freiheitsgrade bei der Wahl des Verbindungsbereiches zwischen den Folien erlaubt, weist das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte auf: DOLLAR A a) Justieren der Folien zueinander, so dass die zu verbindenden Leiterbahnen in einem Verbindungsbereich übereinander liegen; DOLLAR A b) Justieren des Crimp-Verbinders, so dass er in dem Verbindungsbereich angeordnet ist und die Crimp-Flanke zu den Folien hin orientiert ist; DOLLAR A c) Durchdringen der beiden Folien in dem Verbindungsbereich durch die Crimp-Flanke; DOLLAR A d) Verformen der Crimp-Flanke, so dass der Crimp-Verbinder den Verbindungsbereich zumindest teilweise umschließt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Verbinder und ein Verfahren zum elektrischen Verbinden mindestens zweier isolierender Folien mit darin eingebetteten flexiblen Leiterbahnen und insbesondere auf ein Verfahren zum elektrischen Verbinden solcher flexibler Folien miteinander mittels eines Durchdringungs-Verbinders.
  • Crimp-Verbindungen stellen eine schnelle, rationelle und zuverlässige Art der elektrischen Verbindung für elektrische Leitungen dar. Besonders im Bereich der Kraftfahrzeugelektronik, bei der elektrische Anschlüsse aufgrund der extremen rauen Umweltbedingungen insbesondere bezüglich der Vibrationsfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit, aber auch der Temperaturbeständigkeit und Stromfestigkeit hohen Anforderungen genügen müssen, werden Crimp-Verbinder bevorzugt eingesetzt.
  • Durchdringungsverbindungen, oft in Form von Crimp-Verbindern mit entsprechenden Crimp-Flanken, werden häufig für die Kontaktierung von flexiblen Flachkabeln (FFC) oder flexiblen Leiterplatten (FPC) eingesetzt und sind beispielsweise in den US- Patentschriften 4,082,402 (Kincaid et al.), 4,106,836 (Asick et al.) und 5,137,468 (Murakami) gezeigt. Der Crimp-Verbinder besitzt dabei jeweils eine Basis, die beispielsweise mit einem Steckkontakt verbunden ist, und Crimp-Flanken, welche die Leiterbahn einer Folie kontaktieren. Die Crimp-Flanken weisen eine sich verjüngende schneidenartige Struktur auf, so dass sie die Folie bei der Montage durchschneiden. Das eigentliche Crimpen wird durchgeführt, indem die Crimp-Flanken mit Hilfe eines geeigneten Crimp- Werkzeugs in Richtung auf dis Folienleiterbahn niedergedrückt werden und dabei nochmals von oben mindestens die Isolation der Folie durchdringen.
  • Mit diesen herkömmlichen Crimp-Verbindern wird jeweils nur eine einzige Folie kontaktiert. Sollen jedoch mit Hilfe einer Crimp-Verbindung mehr als eine Folie miteinander verbunden werden, so wird üblicherweise das in den Fig. 5 und 6 skizzierte Verfahren mit dem dort gezeigten Verbinder verwendet.
  • Ein solcher herkömmlicher Durchdringungs-Verbinder 500 weist dabei zwei Crimp- Zonen 502 und 504 auf. Um zwei Folien 506 und 508 mit darin eingebetteten Leiterbahnen miteinander elektrisch und mechanisch zu verbinden, wird zunächst die erste Folie mit der Crimp-Zone 502 des Durchdringungs-Verbinders kontaktiert. Dabei durchdringen die Crimp-Flanken 512 die Isolation der Folie in Richtung des Pfeils 510. Mit Hilfe eines (nicht gezeigten) Crimp-Werkzeuges werden die Crimp-Flanken 512 anschließend in Richtung auf die Folie gebogen, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. In einem nächsten Arbeitsschritt wird die zweite Folie 508 mit der Crimp-Zone 504 kontaktiert. Dabei durchdringen die Crimp-Flanken 512 wiederum die Folie 508 in Richtung des Pfeils 510 und durchschneiden dabei mindestens die Isolation.
  • Nachteilig ist bei dieser Vorgehensweise jedoch, dass zur Verbindung zweier Folien zwei voneinander getrennte Arbeitsgänge (wiederholtes Positionieren und Crimpen für jede Folie) erforderlich sind. Darüber hinaus kann die erste Folie 506 nur an einem Endbereich durch die Crimp-Zone 502 kontaktiert werden. Schließlich ist bei dieser herkömmlichen Vorgehensweise von Nachteil, dass maximal zwei Folien mit darin eingebetteten Leiterbahnen miteinander verbunden werden können.
  • Des weiteren ist bekannt, zwei Folien mit Hilfe eines Durchdringungs-Verbinders zu kontaktieren, der nur eine einzige Crimp-Zone aufweist. Jedoch besteht bei diesem herkömmlichen Verfahren der Nachteil, dass in einem gesonderten Arbeitsschritt an mindestens einer der beiden Folien die Leiterbahn freigelegt werden muss, um den elektrischen Kontakt zu der Basis des Crimp-Verbinders herzustellen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein verbessertes Verfahren anzugeben, mit dem mindestens zwei Folien mit darin eingebetteten flexiblen Leiterbahnen elektrisch miteinander verbunden werden können, das besonders einfach, kostengünstig und effizient ist und darüber hinaus größere Freiheitsgrade bei der Wahl des Verbindungsbereiches zwischen den Folien erlaubt. Weiter ist ein Durchdringungsverbinder anzugeben, der bei diesen Verfahren eingesetzt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum elektrischen Verbinden mindestens zweier isolierender Folien mit darin eingebetteten flexiblen Leiterbahnen mittels eines Durchdringungs-Verbinders gelöst, das die Verfahrensschritte des Patentanspruchs 1 aufweist.
  • In Bezug auf den elektrischen Verbinder wird die Aufgabe mit einem Verbinder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit Hilfe eines Durchdringungs- Verbinders, der nur eine einzige Crimp-Zone aufweist, in ein und demselben Arbeitsgang mindestens zwei Folien mit darin eingebetteten elektrischen Leiterbahnen gleichzeitig elektrisch miteinander verbunden werden können, ohne die Leiterbahnen zuvor abisolieren zu müssen. So kann in vorteilhafter Weise eine elektrische Verbindung zwischen mindestens zwei Folien sowohl im Hinblick auf den Materialaufwand wie auch im Hinblick auf die Arbeitszeit und Automatisierbarkeit kostengünstig hergestellt werden. Von besonderem Vorteil ist außerdem, dass die elektrische Verbindung an jeder beliebigen Stelle der Folien erfolgen kann und die Folien sowohl in zueinander paralleler wie auch in einander kreuzender Form vorliegen können. Da die Crimp-Flanke des Crimp- Verbinders die Isolation durchschneidet, müssen die Elektrischen Leiterbahnen für diese Art der Kontaktierung nicht abisoliert werden. Dadurch kann ein entsprechender Arbeitsschritt entfallen.
  • Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Erfolgt das Verformen der Crimp-Flanke durch ein Crimp-Werkzeug, das mit definierter Kraft gegen die Crimp-Flanke presst, so kann hierdurch eine besonders zuverlässige elektrische Kontaktgabe gewährleistet werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, verlaufen die zu verbindenden Leiterbahnen in den Folien parallel zueinander und der Verbindungsbereich, in dem die Kontaktierung mit dem Crimp-Verbinder erfolgt, ist nur durch die Lage des Crimp-Verbinders festgelegt. Auf diese Weise kann eine größtmögliche Flexibilität bei der Wahl des Verbindungsbereichs erreicht werden.
  • Kreuzen die zu verbindenden Leiterbahnen einander und ist somit der Verbindungsbereich durch den Kreuzungspunkt der zu verbindenden Leiterbahnen festgelegt, kann das erfindungsgemäße Verfahren gewährleisten, dass die elektrische Verbindung in einem eng begrenzten Verbindungsbereich erfolgt und keine der Leiterbahnen an einem Ende erfolgen muss.
  • Bringt man die Folie durch das Verformen der Crimp-Flanke mit dem Basisbereich des Crimp-Verbinders in Anlage, so bietet diese Ausführungsform den Vorteil, dass gleichzeitig zu der elektrischen Kontaktierung eine besonders stabile mechanische Verbindung erreicht wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindlungsgemäßen Verfahrens weisen die zu verbindenden Leiterbahnen unterschiedliche Breite auf, so dass eine noch größere Flexibilität bei der Wahl der zu verbindenden Folien erreicht werden kann.
  • Der zum Durchdringen der Folie benötigte mechanische Druck kann dadurch verringert werden, dass die Crimp-Flanke sich in Richtung auf einen Endbereich verjüngt und so eine Schneide bildet.
  • Wird die Crimp-Flanke beim Verformen so in Richtung der Folie gebogen, dass sie einen annähernd halbkreisförmigen Bogen bildet, hat dies den Vorteil, dass die Crimp- Flanken mit ihrem Endbereich nochmals die Isolation der Folie durchdringen und die darunter liegende Leiterbahn kontaktieren.
  • Eine besonders sichere und gegenüber mechanischen Belastungen stabile elektrische und mechanische Verbindung zwischen den Folien kann erreicht werden, wenn ein Crimp-Verbinder eingesetzt wird, der vier oder mehr Crimp-Flanken aufweist, die einander im wesentlichen paarweise versetzt gegenüberstehen, aufeinander zu gebogen werden und zum gewölbten Boden einen Kraftschluss bilden.
  • Durch unterschiedlich geformte Crimp-Flanken, beispielsweise unterschiedlich hohe oder unterschiedlich breite Crimp-Flanken, kann das Verfahren im Hinblick auf die Leistungsanforderungen und die Ausformung der zu verbindenden Folien optimiert werden.
  • Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungen wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Ähnliche oder korrespondierende Einzelheiten sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
  • Fig. 1 die Anordnung zweier zu verbindender Folien und eines Crimp-Verbinders vor der Montage mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • Fig. 2 einen Durchdringungs-Verbinder zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren;
  • Fig. 3 ein Schliffbild einer verformten Crimp-Flanke nach der Montage;
  • Fig. 4 ein weiteres Schliffbild einer verformten Crimp-Flanke nach der Montage;
  • Fig. 5 einen Durchdringungs-Verbinder und eine erste zu verbindende Folie vor einem ersten herkömmlichen Verfahrensschritt;
  • Fig. 6 einen Durchdringungs-Verbinder, eine erste Folie und eine zweite zu verbindende Folie vor der Durchführung eines folgenden Verfahrensschrittes nach dem Stand der Technik.
  • Anhand der Fig. 1 soll im Folgenden das erfindungsgemäße Verfahren genauer erläutert werden. In dem vorliegenden Beispiel werden zwei Folien 106 und 108 mit darin eingebetteten Leiterbahnen mit Hilfe eines Crimp-Verbinders 100 elektrisch kontaktiert. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich aber bei geeigneter Modifikation des Crimp- Verbinders 100 auch für das Verbinden von mehr als zwei Folien verwenden.
  • Zunächst werden die Folien 106 und 108 so zueinander justiert, dass die zu verbindenden Leiterbahnen in einem Verbindungsbereich übereinander liegen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Folien 106 und 108 zueinander parallel und durch Verschiebung in Richtung Y beim Positionieren der Folien kann ausgewählt werden, ob die in der Folie 106 enthaltene Leiterbahn mit den Leiterbahnen 116, 118, 120 oder 122 der Folie 108 verbunden werden soll. In einem nächsten Schritt wird der Crimp- Verbinder 100 justiert, so dass er in dem Verbindungsbereich angeordnet ist und die Crimp-Flanken 112 zu den Folien hin orientiert ist. Dabei legt die Position des Crimp- Verbinders 100 in X-Richtung beispielsweise fest, ob sich der Verbindungsbereich auf der Leiterbahn 118 oder auf der Leiterbahn 116 befinden soll. Im nächsten Arbeitsschritt durchdringen die Crimp-Flanken 112 die beiden Folien 106 und 108 in Richtung des Pfeils 110. Dabei wird die jeweilige Isolierung von den Crimp-Flanken 112 durchschnitten und es erfolgt ein erster elektrischer Kontakt zwischen der Leiterbahn und dem Crimp-Verbinder. Im letzten Arbeitsschritt erfolgt mit Hilfe eines geeigneten Crimp- Werkzeugs das eigentliche Crimpen, bei dem die Crimp-Flanken 112 bogenförmig nach unten in Richtung auf die Folien 108 und 106 gedrückt werden. Dabei durchdringen die schneidenförmigen Endbereiche der Crimp-Flanken 112 nochmals die Isolation der Folien 106, 108 und stellen einen sicheren elektrischen Kontakt her.
  • Fig. 2 zeigt einen Crimp-Verbinder 100 im Anlieferungszustand, indem er mit einem Stanzband 124 verbunden ist, von dem er für die weitere Montage abgetrennt werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Crimp-Verbinder 100 vier Crimp-Flanken 112 mit sich verjüngenden Endbereichen auf. Die Basis 114 weist Wölbungen 126 auf, die so nach oben gebogen sind, dass sie beim anschließenden Crimpen der Crimp-Flanken 112 ein Einrollen der Crimp-Flanken fördern. Um verschiedene Ausführungsformen der beiden Folien und unterschiedliche Leistungsanforderungen berücksichtigen zu können, sind die Crimp-Flanken 112 unterschiedlich hoch ausgeführt. Dabei sind die jeweils einander diagonal gegenüberstehenden Crimp-Flanken von gleicher Form. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich aber auch mit Crimp-Verbindern 100 durchführen, die beispielsweise drei Crimp-Flanken 112 aufweisen. Im Anlieferungszustand können die Crimp-Verbinder 100 auch über Stege miteinander verbunden und aneinander gereiht sein.
  • In den Fig. 3 und 4 sind Schnitte durch die Folien und den Crimp-Verbinder nach dem eigentlichen Crimpen gezeigt. Jede der Folien 106 und 108 besteht um Schnittbild aus einer Metallisierungsschicht 128, die von zwei Isolationsschichten 130 umschlossen ist. In Fig. 3 ist der endgültig gebogene Zustand der Crimp-Flanke 112 gezeigt. Diese ist etwas kürzer als die Crimp-Flanke 113 und durchdringt mit ihrem Endbereich daher nur die Isolation der Folie 108. Demgegenüber wird die längere Crimp-Flanke 113 unterstützt durch die Wölbung 126 mit ihrem schneidenförmigen Endbereich bis hinunter zu der Metallisierungsschicht 128 der Folie 106 gepresst.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es daher möglich, in einem Arbeitsschritt mindestens zwei isolierende Folien mit darin eingebetteten flexiblen Leiterbahnen mittels eines Crimp-Verbinders zu verbinden, ohne die Isolation zuvor öffnen zu müssen.

Claims (12)

1. Verfahren zum elektrischen Verbinden mindestens zweier isolierender Folien mit darin eingebetteten flexiblen Leiterbahnen mittels eines Crimp-Verbinders mit einem Basisbereich und mindestens einer Crimp-Flanke, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
a) Justieren der Folien zueinander, so dass die zu verbindenden Leiterbahnen in einem Verbindungsbereich übereinander liegen;
b) Justieren des Crimp-Verbinders, so dass er in dem Verbindungsbereich angeordnet ist und die Crimp-Flanke zu den Folien hin orientiert ist;
c) Durchdringen der beiden Folien in dem Verbindungsbereich durch die Crimp- Flanke;
d) Verformen der Crimp-Flanke, so dass der Crimp-Verbinder den Verbindungsbereich zumindest teilweise umschließt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (d) das Pressen eines Crimpwerkzeugs gegen die Crimp-Flanke mit definierter Kraft umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verbindenden Leiterbahnen parallel zueinander verlaufen und dass in Schritt (b) der Verbindungsbereich durch die Lage des Crimp-Verbinders festgelegt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verbindenden Leiterbahnen einander kreuzen und dass der Verbindungsbereich durch einen Kreuzungspunkt der zu verbindenden Leiterbahnen festgelegt ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (c) die Folie mit dem Basisbereich des Crimp-Verbinders in Anlage kommt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (c) die Folien von der Crimp-Flanke durchschnitten werden, wobei die Crimp- Flanke sich in Richtung auf einen Endbereich verjüngt, so dass an der Crimp-Flanke eine Schneide ausgebildet ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Crimp-Flanke in Schritt (d) so in Richtung der Folie verformt wird, dass die Crimp- Flanke einen annähernd halbkreisförmigen Bogen bildet, wobei zumindest eine Folie erneut durchdrungen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (d) vier Crimp-Flanken, die einander im wesentlichen paarweise versetzt gegenüberstehen, aufeinander zu gebogen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (d) die Crimp-Flanken unterschiedlich weit in Richtung auf die Basis des Crimp-Verbinders gebogen werden, wobei die Crimp-Flanken unterschiedlich lang geformt sind.
10. Elektrischer Verbinder zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bestehend aus einer Basis (114) und zumindest zwei an gegenüberliegenden Seiten der Basis angebundenen Crimp-Flanken (112), wobei die Crimp-Flanken unterschiedlich lang ausgebildet sind.
11. Elektrischer Verbinder zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bestehend aus einer Basis (114) und zumindest zwei an gegenüberliegenden Seiten der Basis angebundenen Crimp-Flanken (112), dadurch gekennzeichnet, dass die Crimp-Flanken versetzt zueinander angeordnet sind.
12. Elektrischer Verbinder zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bestehend aus einer Basis (114) und zumindest zwei an gegenüberliegenden Seiten der Basis angebundenen Crimp-Flanken (112), dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (114) Wölbungen (126) aufweist, die so in Richtung der Crimp- Flanken gebogen sind, dass sie ein Einrollen beim Crimp-Vorgang fördern.
DE2003105356 2002-03-18 2003-02-10 Elektrischer Verbinder für mindestens zwei isolierende Folien mit Leiterbahnen und Verfahren zum elektrischen Verbinden mindestens zweier isolierender Folien mit darin eingebetteten flexiblen Leiterbahnen Withdrawn DE10305356A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20218891U1 (de) * 2002-12-05 2004-04-15 Ghw Grote & Hartmann Gmbh Elektrischer Steckverbinder
DE102004061425A1 (de) * 2004-12-21 2006-07-06 Tyco Electronics Amp Gmbh Elektrischer Verbinder, insbesondere Crimp-Verbinder

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