DE19840305A1 - Elektrische Anschlußtechnik für Kontaktpins - Google Patents
Elektrische Anschlußtechnik für KontaktpinsInfo
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Abstract
Verfahren zur Erzeugung einer Verbindung zwischen Kontaktpins (2) und elektrischen Leitern (3), wobei die Leiter (3) auf die Kontaktpins (2) aufgesetzt werden und eine Verbindungserzeugungsvorrichtung von der den Kontaktpins (2) gegenüberliegenden Seite auf die Leiter (3) einwirkt, wobei ein Ausrichtvorgang vorgesehen ist, um die Verbindungserzeugung an der Leiterbahn (3) gegenüber den freien Enden der Kontaktpins (2) durchzuführen.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Verbindung zwischen Kon
taktpins und elektrischen Leitern, wobei die Leiter auf die Kontaktpins aufgesetzt
werden und eine Verbindungserzeugungsvorrichtung von der den Kontaktpins ge
genüberliegenden Seite auf die Leiter einwirkt.
In der Automobiltechnik, beispielsweise bei Kfz-Getrieben mit Stufenautomat, wird
hochintegrierte Elektronik im Bereich des Getriebes angeordnet. Die Steuerelektronik
ist dabei beispielsweise in ein metallisches, hermetisch dichtes Elektronikgehäuse
integriert. Die elektrische Verbindung mit Sensoren, der Stromquelle oder anderen
Steuergeräten erfolgt über elektrische Leiter, die mit Kontaktpins des Elektronikge
häuses elektrisch leitend verbunden werden müssen. Oft sind die Elektronikgehäuse
in der Art eines Mikroprozessorgehäuses ausgebildet, so daß auf der Unterseite in
mehreren Reihen angeordnete Kontaktpins vorhanden sind.
Bei der Erzeugung von elektrisch leitenden, bevorzugt unlösbaren Verbindungen er
gibt sich der Nachteil, daß wegen der Abweichungen und Toleranzen, vor allem im
Zusammenhang mit den Kontaktpins, ein automatisches Verbindungsverfahren nur
schwer durchführbar ist. Vor allem, wenn die Leiterbahnen auf die Stirnseite der frei
en Enden direkt aufgeschweißt werden sollen, besteht die Gefahr, daß die Verbin
dungserzeugungsvorrichtung, beispielsweise ein Laserschweißgerät, den Laser
schweißpunkt gegenüber der Stirnseite der Kontaktpins versetzt erzeugt, so daß
entweder überhaupt keine elektrische Verbindung zustande kommt oder deren Qua
lität schlecht ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hohe Qualität und Wie
derholgenauigkeit bei der Verbindungserzeugung zu gewährleisten, so daß der Ver
bindungsvorgang automatisierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Danach ist ein Ausrichtvorgang vorgesehen, um die Verbindungserzeugung an der
Leiterbahn exakt gegenüber dem freien Ende der Kontaktpins durchzuführen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, daß die Leiterbahnen bei einem Ausrichtvorgang
vor der eigentlichen Verbindungserzeugung exakt gegenüber dem jeweiligen freien
Ende der Kontaktpins auszurichten sind. Dabei kann der Ausrichtvorgang einerseits
vorsehen, daß die Kontaktpins über eine Ausrichtleiste exakt auf Teilung ausgerich
tet werden. Dies ist besonders dann erforderlich, wenn die Kontaktpins innerhalb von
Inlays in einzelne Glasdurchführungen in einem Elektronikgehäuse eingebettet wor
den sind und sich dabei oder aufgrund mechanischer Einwirkung gegenüber der
Ideallage verbogen haben.
Andererseits kann der Ausrichtvorgang aber auch die Position der Verbindungser
zeugungsvorrichtung, beispielsweise eine Schweißvorrichtung betreffen. Die
Schweißvorrichtung wird dann exakt auf die jeweilige Stirnseite der freien Enden der
Kontaktpins ausgerichtet, so daß eine Verbindung ortsgenau durchgeführt werden
kann. Durch den Ausrichtvorgang läßt sich eine hohe Ausricht- und Wiederholge
nauigkeit beim Verbindungsvorgang erzeugen. Auf diese Weise ist der Verbindungs
vorgang, beispielsweise mittels einer Schweißvorrichtung, automatisierbar. Wegen
der exakten Ausrichtung können elektrische Leiter besonders vorteilhaft direkt auf die
Stirnseiten der freien Enden der Kontaktpins geschweißt werden.
Bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung entstehen besonders geringe
bzw. vernachlässigbare mechanische Beanspruchungen der Kontaktpins beim Ver
bindungsvorgang in Bezug auf Glaseinschmelzungen am Elektronikgehäuse. Auf
grund des sehr genauen Ausrichtvorgangs, entweder der Kontaktpins, der Leiterbah
nen oder der Verbindungserzeugungsvorrichtung wird die Verbindungsstelle exakt
an den freien Enden der Kontaktpins und der entsprechenden Leiterbahn erzeugt so
daß eine hohe mechanische Festigkeit der Schweißstelle entsteht, wobei die Halte
kräfte der Verbindung etwa einer Schweißverbindung mit dem Querschnitt der Kon
taktpins entsprechen. Bei dem Verfahren entsteht eine besonders kompakte An
schlußtechnik, bei der die Verbindungsstellen nahe am Elektronikgehäuse angeord
net sind und ein geringes Einbauvolumen aufweisen.
Bei einem vorteilhaften Verfahrensschritt werden vor der Verbindungserzeugung mit
einem reflektierenden Material, vorzugsweise Gold, beschichtete Kontaktpins bei der
Verbindungserzeugung durch die Leiter in Bezug zur Verbindungserzeugungsvor
richtung verdeckt. Für einen Verfahrensschritt der Glaseinschmelzung oder des Bon
dens auf der Innenseite eines Elektronikgehäuses ist es erforderlich, daß die Ober
fläche der Kontaktpins beschichtet, vorzugsweise vergoldet ist. Auf diese Weise las
sen sich die Kontaktpins mit einer Seite mit dem Elektronikgehäuse und der darin
angeordneten Steuerelektronik verbinden. Der Einfachheit halber ist meist die ge
samte Oberfläche der Kontaktpins vergoldet. Im Zusammenhang mit einem Laser
schweißverfahren wirkt die Goldschicht wie ein Spiegel und reflektiert den Laser
strahl. Indem die Leiter die Goldschicht während der Verbindungserzeugung, d. h.
während des Laserschweißverfahrens, in Bezug zur Laserschweißvorrichtung ver
decken, wird die mit der Reflexion zusammenhängende Energieverringerung beim
Schweißvorgang vollständig eliminiert.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahrensschritt wird zwischen den Kontaktpins
und den Leitern eine Schmelzverbindung erzeugt, wobei der Leiter von der vom
Kontaktpin entfernten Seite angeschmolzen und die Schmelzenergie weiter auf den
Kontaktpin übertragen wird. Auf diese Weise ist die Zugänglichkeit der Schweißstelle
nur von einer Seite erforderlich. Die Laserschweißvorrichtung wirkt lediglich von der
den Kontaktpins gegenüberliegenden Seite auf die Leiter ein, so daß vergoldete Pins
dadurch problemlos lasergeschweißt werden können. Wenn die Leiter als flächige
Leiter, vorzugsweise als Stanzgitterbahnen ausgebildet sind, wird der vergoldete
Kontaktpin vorteilhaft durch diese abgedeckt, so daß der Reflexionseffekt beim La
serschweißen ausbleibt.
Bei einem anderen vorteilhaften Verfahrensschritt der vorliegenden Erfindung wird
beim Ausrichtvorgang eine Ausrichtleiste auf die Kontaktpins aufgesetzt, wodurch die
freien Enden der Kontaktpins auf Teilung ausgerichtet werden. Das Elektronikgehäu
se kann beispielsweise in Doppelreihen angeordnete Kontaktpins aufweisen. Die
Kontaktpins sind innerhalb sogenannter Inlays vorzugsweise gegeneinander mittig
versetzt angeordnet. Die einzelnen Pins können einen Durchmesser von beispiels
weise 0,6 Millimeter und eine Länge von 7 Millimetern aufweisen. Die Pins sind in
nerhalb der Inlays in einzelne runde Glasdurchführungen eingebettet und somit her
metisch dicht. Die Kontaktpins besitzen am freien Ende vorzugsweise eine flache
Stirnseite, d. h. sie werden bei der Fertigung von einem Draht gerade abgeschnitten.
Die Kontaktpins sind innerhalb der Inlays in einer gleichmäßigen Teilung angeordnet,
so daß beispielsweise der Abstand von einem zum anderen Kontaktpin einer Reihe 5
Millimeter beträgt.
Die Enden der Kontaktpins, d. h. die Stirnseiten, können hinsichtlich der Teilung be
dingt durch die Glaseinschmelzung mehrere Zehntel Millimeter Toleranz zueinander
haben. Außerdem sind weitere Abweichungen durch nachträglichen mechanische
Einflüsse nicht auszuschließen. Die Enden der Pins müssen deshalb vor dem
Schweißen relativ genau auf Teilung ausgerichtet und in diesem Zustand arretiert
werden. Hierzu wird die Ausrichtungsleiste aus isolierendem Kunststoff auf die Kon
taktpinreihe aufgedrückt. Trichterförmige Bohrungen innerhalb der Ausrichtleiste er
leichtern das Einführen und Ausrichten der Kontaktpins mit sehr geringer Toleranz.
Für eine gute Schweißverbindung ist Voraussetzung, daß der Laserstrahl die zentri
sche Mitte der für die Verbindungserzeugungsvorrichtung, beispielsweise die Laser
schweißvorrichtung, nicht sichtbaren Kontaktpins möglichst genau trifft, so daß eine
Verbindung hoher Qualität zustande kommt.
Die Ausrichtleiste kann nach der Verbindungserzeugung auf den Kontaktpins aufge
setzt bleiben. Sie sichert den Kontaktpinabstand im Bereich der Stirnseiten der Kon
taktpins. Die Kontaktpins und Leiter werden im Bereich der Verbindungsstelle durch
Isolationsstege der Ausrichtleiste gegeneinander isoliert. Dadurch werden engste
hende Kontaktpins und eng beieinander liegende Stanzgitterbahnen vorteilhaft durch
hochstehende Kunststoffstege der Ausrichtleisten isoliert.
Bei einem bevorzugten Verfahrensschritt verhindert ein Wegbegrenzungsmittel beim
Verbinden der Leiter mit den freien Enden der Kontaktpins das gegenseitige Eintau
chen, insbesondere beim Schmelzverbinden, oder ein Verschieben der Leiter in Be
zug auf die Kontaktpins. Die Wegbegrenzung für die Leiter, insbesondere die Stanz
gitterbahnen, ist für eine gute Ausbildung der Schweißstelle beim Schweißvorgang
wichtig. Während des Schweißens tritt folgender Effekt auf: durch die Schweißener
gie, beispielsweise von der Laserschweißvorrichtung, wird die jeweilige Stanzgitter
bahn angeschmolzen und für kurze Zeit tritt ein Zustand ein, als wäre darin ein Loch
vorhanden. Ohne Wegbegrenzung taucht in diesem Moment der Kontaktpin unkon
trolliert durch die Stanzgitterbahn hindurch, so daß sich eine optimale Schweißver
bindung nicht ausbilden kann. Durch die Wegbegrenzung weisen die jeweiligen Lei
ter eine optimale Position zu den entsprechenden Kontaktpins auf.
Bevorzugt ist ein Anschlag, vorzugsweise eine Kante oder Fläche an der Ausrichtlei
ste, vorgesehen, wodurch das Eintauchen der Leiter begrenzt wird. Die schmelzen
den Leiter, vorzugsweise Stanzgitterbahnen, können dann lediglich über einen vor
definierten Weg parallel zur Längsrichtung der Kontaktpins in diese eintauchen, so
daß eine exakt vorbestimmte Verbindungslage zwischen Kontaktpin und Leiter ein
gehalten werden kann. Wenn beispielsweise die Pinstirnseiten etwa 0,2 Millimeter
über die Ausrichtleiste vorstehen, können die Stanzgitterbahnen auf eben diesem
Weg in die Kontaktpins eintauchen, bis sie an der Ausrichtleiste anschlagen.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahrensschritt werden die Leiter beim Ausricht
vorgang mit einer Vorspannung in Richtung der Ausrichtleiste beaufschlagt und tau
chen dadurch beim Schmelzvorgang bis zu einem Anschlag der Ausrichtleiste in die
Kontaktpins ein. Durch die Vorspannung nehmen die Leiter eine definierte Verbin
dungslage ein. Es entsteht dabei eine sogenannte überlappende Verbindung zwi
schen jedem Kontaktpin und dem entsprechenden Leiter.
Bei einem anderen vorteilhaften Verfahrensschritt werden die Leiter beim Ausricht
vorgang mit Abstand zu den Enden der Kontaktpins und gegebenenfalls zu der Aus
richtleiste angeordnet, mehrere Leiter werden durch eine Andrückleiste gegen die
Stirnseiten der freien Enden der Kontaktpins angedrückt und beim Schmelzvorgang
wird das Eintauchen eines Leiters durch die Rückstellkraft des Leiters weg von den
Kontaktpins verhindert. Die Rückstellkraft entsteht dadurch, daß die Leiter mit Ab
stand, parallel zur Längsrichtung der Kontaktpins gegenüber diesen angeordnet sind.
Da die Andrückleiste auf den benachbarten, an die Kontaktpins angedrückten Leitern
aufliegt die sich momentan noch nicht in dem Schmelzverbindungsvorgang befin
den, bleibt die Andrückleiste ortsfest. Auf diese Weise wird das Eintauchen während
der Verbindungserzeugung bei einem schmelzenden Leiter durch die Andrückleiste,
die auf den Enden benachbarter Leiter aufliegt, verhindert. Die Wegbegrenzung in
Richtung zu den Kontaktpins wird also durch die Andrückleiste im Zusammenhang
mit den Rückstellkräften der Leiter erzeugt und die Wegbegrenzung weg von den
Kontaktpins entsteht direkt durch die Andrückleiste. Infolgedessen entsteht eine
Schweißverbindung mit genau vorbestimmter Lage von Kontaktpins und Leitern.
Beim Ausrichtvorgang können die Kontaktpins und Leiter mit einigen Zehntel Milli
meter Abstand zueinander angeordnet sein, und durch die Andrückleiste werden die
Stanzgitterbahnen gegen die Stirnseiten der freien Enden der Kontaktpins ange
drückt. Der Weg der Andrückleiste bzw. der Stanzgitterbahnen wird hierbei durch die
benachbarten Kontaktpins begrenzt. Da beim Laserschweißen vorzugsweise die
Kontaktpins einzeln geschweißt werden, dienen die jeweils verbleibenden Kontakt
pins, geschweißte sowie nicht geschweißte, als Anschlag zur gleichmäßigen Abstüt
zung. Der jeweilige Kontaktpin kann beim Schweißvorgang nicht in die Stanzgitter
bahn eintauchen, so daß eine nicht überlappende Einbaulage entsteht.
Zur besseren Ausbildung der Schweißstelle kann an den Austrittsstellen der Kon
taktpins an der oder den Ausrichtleisten ein Freiraum in Form einer Fase oder Stu
fenbohrung vorgesehen sein. Der Freiraumdurchmesser ist dabei ca. 1 Millimeter bis
1,5 Millimeter tief. Besitzt das Elektronikgehäuse mehrere Pinreihen, können die
Ausrichtleisten auch einstückig ausgebildet sein. Die Ausrichtleisten können auch
Teil ein Einbaugehäuses aus Kunststoff sein, daß z. B. auch zur Kühlung der Elektro
nik mit Kühlöl dient.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahrensschritt erfolgt der Ausrichtvorgang auf
grund von Referenzmarken, die insbesondere auf dem Elektronikgehäuse oder der
Ausrichtleiste angebracht sind. Es ist dabei vorgesehen, daß die Verbindungserzeu
gungsvorrichtung in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung der Kontaktpins aus
gerichtet wird, um weitestgehend mittig auf die planen Stirnseiten der Pins bei der
Verbindungserzeugung wirken zu können.
Erfindungsgemäß wird bei einem Meßvorgang die Anordnung der freien Enden der
Kontaktpins, vorzugsweise als Kontaktpin-Plan mit X- und Y-Werten erfaßt. Die Ver
bindungserzeugungseinrichtung wird bei dem Ausrichtvorgang auf die Positionen der
Stirnseiten der Kontaktpins verfahren, die sich aus dem Meßvorgang ergeben. Die
ses Verfahren ist insbesondere dann anzuwenden, wenn die Kontaktpins aufgrund
ihrer Stärke oder mechanischen Stabilität nicht mehr gerade gebogen, d. h. auf ge
naue Teilung ausgerichtet werden können. Dann bleiben die Kontaktpins in dem Ur
zustand, den sie beispielsweise nach der Glaseinschmelzung oder dem Bonden
aufweisen. Über den Meßvorgang mit anschließendem Ausrichtvorgang der Verbin
dungserzeugungsvorrichtung läßt sich eine vorteilhafte Verbindungserzeugung
durchführen. Die Lage der Kontaktpins wird durch eine Meßoptik aufgenommen und
das Kontaktpin-Bild wird in Form von X-/Y-Werten gespeichert. Beim Laserschwei
ßen wird dann die jeweilige Stirnseitenmitte eines Kontaktpins über die gespeicher
ten X- und Y-Werte angefahren. Eventuell kann, wie bereits beschrieben, der Null
punkt über Referenzmarken am Boden des Elektronikgehäuse markiert sein.
Ein anderer Verfahrensschritt wird im Zusammenhang mit Kontaktpins eingesetzt,
die nach der Glaseinschmelzung oder dem Bonden am Elektronikgehäuse nicht
mehr ganz exakt auf Teilung ausgerichtet werden können. Die Kontaktpins sind dann
leicht verbogen bzw. verzogen und die Stirnseiten der freien Enden der Kontaktpins
sind gegenüber der Teilung leicht versetzt. Zunächst kann eine Ausrichtleiste mit
vergrößerten Bohrungen für die Kontaktpins auf diese aufgesetzt werden, und beim
späteren Schweißvorgang dadurch als Wegbegrenzung dienen. Andererseits kann
im Zusammenhang mit einer mechanischen Verbindung zwischen den Leitern auch
eine Ausrichtung der Leiter in Bezug zu den Kontaktpins erfolgen.
Unabhängig davon, ob die Kontaktpins mit einer Ausrichtleiste versehen sind, kann
ein Ausrichtsystem einerseits die Lage der Stirnseiten der freien Enden der Kontakt
pins erfassen und diese im Kontaktpin-Plan festhalten und zusätzlich die Lage von
Löt- oder Schweißaugen der Leiter erfassen. Das Ausrichtsystem kann dann, wenn
in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung der Kontaktpins Toleranzen zwischen
der Stirnseite eines Kontaktpins und der Mitte des Schweiß- bzw. Lötauges vorlie
gen, die Verbindungserzeugungsvorrichtung derart ausrichten, daß eine optimale
Verbindung zustande kommt.
Das Ausrichtsystem kann bewirken, daß die Verbindungsstelle, beispielsweise der
Laserschweißpunkt, auf halbem Weg zwischen der Mitte des Schweiß- bzw. Lötau
ges und der Mitte der Stirnseite des freien Endes der Kontaktpins angeordnet wird.
Andererseits kann das Ausrichtsystem auch bewirken, daß der Laserschweißpunkt
genau über der Stirnseite des Kontaktpins angeordnet ist, jedoch am Stanzgitterauge
außerhalb der Mitte angeordnet ist.
Das Verbindungserzeugungsverfahren kann auch ein spezielles Lötverfahren, bei
spielsweise ein Laser-Lötverfahren sein.
Weitere vorteilhafte Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben
sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Eine Ausführungsform der
Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer
Darstellung,
Fig. 1 eine entlang der Schnittlinie I-I in Fig. 2 geschnittene Ansicht eines
Elektronikgehäuses mit Kontaktpins und aufgesetzter Ausrichtleiste,
Fig. 2 eine Unteransicht des Elektronikgehäuses mit Stanzgitterleiterbahnen
und Ausrichtleisten,
Fig. 3 eine entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 4 geschnittene Ansicht eines
Elektronikgehäuses mit Kontaktpins und aufgesetzter Ausrichtleiste und
Fig. 4 eine Unteransicht des Elektronikgehäuses mit aufgesetzten Stanzgit
terleiterbahnen und Ausrichtleisten.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung soll eine unlösbare Verbindung
zwischen Kontaktpins 2 eines Elektronikgehäuses 1 und zugeordneten Stanzgitter-
Leiterbahnen 3 hergestellt werden. Die Kontaktpins 2 werden mit ihrem einen Ende
in einem Verfahrensschritt der Glaseinschmelzung oder des Bondens am Elektronik
gehäuse 1 beispielsweise innerhalb von Glasdurchführungen eingebettet, die in In
lays 4 im Elektronikgehäuse 1 eingelassen sind. Die Oberfläche der Kontaktpins 2 ist
für den Verfahrensschritt des Glaseinschmelzens oder des Bondens zuvor vorzugs
weise vergoldet, was wegen des Reflexionseffekts die Anwendung eines direkten
Laserschweißverfahrens bzw. Laser-Lötverfahrens erschwert.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Stanzgitter-Leiterbahnen 3 bei
spielsweise mit einer Breite von 1,6 Millimeter und einer Blechdicke von etwa 0,4
Millimeter verwendet. Durch die flächigen Stanzgitter-Leiterbahnen 3 ist die Gold
schicht der Kontaktpins 2 für die Laserschweißvorrichtung nicht sichtbar. Die Laser
schweißvorrichtung wirkt auf die Stanzgitter-Leiterbahnen 3 von der den Kontaktpins
2 abgewandten Seite her ein.
Der Laserstrahl trifft zuerst auf die Stanzgitter-Leiterbahnen 3 und bringt diese partiell
zum Schmelzen. Die Schmelzenergie wird weiter auf den entsprechenden Kontaktpin
2 übertragen, wodurch dieser angeschmolzen und die Schweißverbindung herge
stellt wird. Voraussetzung für eine gute Schweißverbindung ist jedoch, daß der La
serstrahl die zentrische Mitte der nicht sichtbaren Kontaktpins 2 möglichst genau
trifft.
Dazu ist erfindungsgemäß ein Ausrichtvorgang vorgesehen, wobei mehrere mögliche
alternativer Verfahrensschritte durchgeführt werden können.
Bei einem ersten Ausrichtvorgang werden die Kontaktpins 2 durch eine Ausrichtleiste
5 mit Bohrungen 6 zur Aufnahme der Kontaktpins 2 und trichterförmigem Eingangs
bereich 7 exakt auf Teilung ausgerichtet. Durch das Aufdrücken der Ausrichtleiste 5
auf die Reihe der Kontaktpins 2 und den sich konisch verjüngenden trichterförmigen
Eingangsbereich 7 der Bohrungen 6 werden die Kontaktpins 2 ausgerichtet. Nach
dem Ausrichten werden die Stanzgitter-Leiterbahnen 3 bevorzugt unter Vorspannung
in Richtung der Kontaktpin-Stirnseiten 8 aufgelegt. Über Referenzmarken 9, 10 kann
die Verbindungserzeugungsvorrichtung über den Kontaktpin-Plan mit X- bzw. Y-
Werten auf die Position jeder einzelnen Kontaktpin-Stirnseite 8 genau ausgerichtet
werden und der Laserschweißpunkt kann an der gewünschten Stelle erzeugt wer
den.
Bei einem alternativen Ausrichtvorgang können sowohl die Stanzgitter-Leiterbahnen
3 als auch die Verbindungserzeugungsvorrichtung in einer Ebene senkrecht zu den
Kontaktpins 2 derart verschoben werden, daß es zu einer Überdeckung von Stanz
gitter-Leiterbahnen 3 und Kontaktpin-Stirnseiten 8 bzw. zur optimalen Anordnung der
Schweißverbindung kommen kann.
Bei einem anderen Ausrichtvorgang werden die Stanzgitter-Leiterbahnen 3 in Rich
tung parallel zur Längsachse der Kontaktpins 2 ausgerichtet. Zur Erzeugung der in
den Fig. 1 und 2 dargestellten elektrisch leitenden Verbindung sind die Stanzgit
ter-Leiterbahnen 3 in Richtung der Kontaktpin-Stirnseiten 8 vorgespannt, so daß
beim Anschmelzen der Stanzgitter-Leiterbahnen 3 im Bereich der von Stanzgitterau
gen 11 für kurze Zeit ein Zustand eintritt, als sei in dem Stanzgitterauge 11 ein Loch
vorhanden. Durch die Vorspannung taucht der entsprechende Kontaktpin 2 in die
vorgespannte Stanzgitter-Leiterbahn 3 ein und schlägt an der Anschlagfläche 12 der
Ausrichtleiste 5 an. Die Anschlagfläche 12 dient dabei als Wegbegrenzung, um eine
gewünschte überlappende Einbaulage von Kontaktpins 2 und Stanzgitter-
Leiterbahnen 3 vorzusehen.
Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Verbindung, die unter Einsatz eines
zweiten Ausrichtvorgangs gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, weisen
die Stanzgitter-Leiterbahnen 3 einen Abstand zur Anschlagfläche 12 der Ausrichtlei
ste 5 auf und die Verbindung zwischen den Kontaktpins 2 und den Stanzgitter-
Leiterbahnen 3 ist nicht überlappend, d. h. die Kontaktpins 2 durchdringen die Stanz
gitter-Leiterbahnen 3 kaum, jedenfalls nicht vollständig. Bei dem Verfahren werden
die Stanzgitter-Leiterbahnen 3 mit geringem Abstand über den Kontaktpin-Stirnseiten
8 angeordnet und mittels einer Andrückleiste auf die Kontaktpin-Stirnseiten 8 aufge
drückt. Dabei entsteht eine Rückstellkraft der Stanzgitter-Leiterbahnen 3 in Richtung
der Andrückleiste bzw. weg von den Kontaktpin-Stirnseiten 8. Wird nun beim
Schweißen das Material eines bestimmten Stanzgitterauges 11 einer Stanzgitter-
Leiterbahnen 3 aufgeweicht, so dringt wegen der Rückstellkraft die Stanzgitter-
Leiterbahn 3 nicht in den Kontaktpin 2 ein, sondern es entsteht eine nicht überlap
pende Laserschweißverbindung.
Die Stanzgitter-Leiterbahnen 3 können durch Isolierstege 13 auf der Oberseite der
Ausrichtleiste 5 gegeneinander isoliert werden. Dies ist gerade deswegen vorteilhaft,
da die Stanzgitteraugen 11 mit Abstand zur Anschlagfläche 12 der Ausrichtleiste 5
angeordnet sind und sich beispielsweise bei mechanischer Beanspruchung leicht
seitlich verschieben könnten.
Claims (16)
1. Verfahren zur Erzeugung einer Verbindung zwischen Kontaktpins (2) und
elektrischen Leitern (3), wobei die Leiter (3) auf die Kontaktpins (2) aufgesetzt wer
den und eine Verbindungserzeugungsvorrichtung von der den Kontaktpins (2) ge
genüberliegenden Seite auf die Leiter (3) einwirkt,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausrichtvorgang vorgesehen ist, um
die Verbindungserzeugung an der Leiterbahn (3) gegenüber den freien Enden der
Kontaktpins (2) durchzuführen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktpins (2)
vor der Verbindungserzeugung mit einem reflektierenden Metall, vorzugsweise Gold,
beschichtet werden und diese Metallschicht bei der Verbindungserzeugung durch die
Leiter (3) in Bezug zur Verbindungserzeugungsvorrichtung verdeckt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbin
dung durch eine Laserschweißvorrichtung erzeugt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen den Kontaktpins (2) und den Leitern (3) eine Schmelzverbindung erzeugt
wird, wobei der Leiter (3) von der vom Kontaktpin (2) entfernten Seite angeschmol
zen wird und die Schmelzenergie weiter auf den Kontaktpin (2) übertragen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
als Leiter (3) flächige Leiterbahnen, vorzugsweise Stanzgitter, verwendet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
beim Ausrichtvorgang eine Ausrichtleiste (5) auf die Kontaktpins (2) aufgesetzt wird,
wodurch die freien Enden der Kontaktpins (2) auf Teilung ausgerichtet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtleiste
(5) nach der Verbindungserzeugung auf den Kontaktpins (2) aufgesetzt bleibt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontaktpins (2) und Leiter (3) im Bereich der Verbindungsstelle durch Isolierstege
(13) der Ausrichtleiste (5) gegeneinander isoliert werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
durch ein Wegbegrenzungsmittel, insbesondere ein Anschlag (12) oder eine An
druckleiste, die Lage von Kontaktpin (2) und zugeordnetem Leiter (3) in der erzeug
ten Verbindung voreingestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (12),
vorzugsweise eine Kante oder Fläche der Ausrichtleiste (5), das Eintauchen der Lei
ter (3) begrenzt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Leiter (3) beim Ausrichtvorgang mit einer Vorspannung in Richtung der Aus
richtleiste (5) beaufschlagt werden und beim Schmelzvorgang bis zu einem Anschlag
(12) der Ausrichtleiste (5) in die Kontaktpins (2) eintauchen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
bei der Verbindungserzeugung ein Eintauchen eines schmelzenden Leiters (3)
durch die auf den Enden benachbarter Kontaktpins (2) aufliegenden benachbarten
Leiter (3) verhindert wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 12, dadurch gekennzeich
net, daß die Leiter (3) beim Ausrichtvorgang mit Abstand zur Ausrichtleiste (5) und
den Enden der Kontaktpins (2) angeordnet werden, mehrere Leiter (3) durch eine
Andrückleiste gegen die Stirnseite (8) der freien Enden der Kontaktpins (2) ange
drückt werden und beim Schmelzvorgang das Eintauchen eines Leiters (3) durch die
Vorspannung des Leiters (3) weg von den Kontaktpins (2) verhindert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
Referenzmarken (9, 10), insbesondere auf einem Elektronikgehäuse (1) und/oder der
Ausrichtleiste (5), das exakte Ausrichten der Verbindungserzeugungsvorrichtung ge
genüber den freien Enden der Kontaktpins (2) ermöglichen.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
bei einem Meßvorgang die Anordnung der freien Enden der Kontaktpins (2) vor
zugsweise als Kontaktpin-Plan mit deren X- und Y-Werten erfaßt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Aus
richtvorgang die Verbindungserzeugungsvorrichtung auf die Positionen verfahren
wird, die sich aus dem Meßvorgang ergeben.
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