DE19946130A1 - Anordnung zum Kontaktieren eines Flachfolienleiters einer Folie - Google Patents

Abstract

Es wird eine Anordnung zum Kontaktieren eines Flachfolienleiters einer Folie angegeben mit zumindest einem Kontaktstift (6), der zur Kontaktierung des Flachfolienleiters (4) im Wesentlichen senkrecht zu diesem angeordnet ist, und mit einem Trägerelement (1), auf das der Flachfolienleiter (4) aufbringbar ist und das zumindest eine Öffnung (2) zur Aufnahme des Kontaktstiftes (6) aufweist, wobei der Flachfolienleiter (4) in der Öffnung (2) mittels einem federnden Element verpresst und mit dem Kontaktstift kontaktiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Kontaktieren eines Flachfolienleiters einer Folie, mit zumindest einem Kontaktstift der zur Kontaktierung des Flachfolienleiters im wesentlichen senkrecht zu diesem angeordnet ist und mit einem Trägerelement auf das der Flachfolienleiter aufbringbar ist und das zumindest eine Öffnung zur Aufnahme des Kontaktstiftes aufweist.

In vielen Bereichen der Elektronik, insbesondere auch beim Fahrzeugbau werden zur elektrischen Leitungsführung inzwischen nicht mehr einzeln verlegte Leitungen oder konfektionierte Leitungsbündel eingesetzt, sondern Folienleiter, die auch als "flex foil" bezeichnet werden. In derartigen flexiblen Folien sind in der Regel mehrere elektrische Leiter angeordnet. Die elektrischen Leiter sind dabei zwischen nicht leitenden Kunststoffolien angeordnet.

Es ist an sich bekannt, die Leiter der flexiblen Folien mittels Kontaktstiften zu kontaktieren. Eine solche Kontaktanordnung ist beispielsweise aus der US 4,970,624 bekannt. Diese Anordnung weist sämtliche oben genannten Merkmale auf. Zur Verbindung zwischen dem Kontaktstift und dem Flachfolienleiter wird ein leitfähiger Klebstoff eingesetzt. Ähnliche Anordnungen sind beispielsweise aus der US 5,382,435 oder der DE 196 46 716-A1 bekannt. Diese Anordnungen weisen den Nachteil auf, dass das flexible Verhalten der Folie wesentlich zur Bildung des elektrischen Kontaktes beiträgt.

Insbesondere in vibrationsstarken Systemen, wie beispielsweise in der Automobiltechnik können solche Verbindungen vielfach zu Fehlern und Störungen führen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum Kontaktierung eines Flachfolienleiters anzugeben, die einerseits sehr einfach aufgebaut ist und andererseits eine vibrationssichere Verbindung darstellt.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit der Erfindung ist es möglich einen Flachfolienleiter zu kontaktieren. Der Flachfolienleiter besteht dabei aus einem elektrischen Leiter, der zwischen zwei Isolationsschichten eingebettet ist. Der Flachfolienleiter kann sowohl eingesetzt werden als flaches Kabels sowie als Schaltungsverdrahtung. Zur Kontaktierung des Flachfolienleiters wird die Flachfolie auf ein Trägerelement aufgebracht, das Öffnungen aufweist in den Bereichen, in denen Flachfolienleiter kontaktiert werden sollen. Danach werden Kontaktstifte senkrecht zur flexiblen Folie durch diese hindurch in die Öffnungen des Trägerelementes eingebracht. Der Flachfolienleiter wird dabei mittels eines federnden Elementes in der Öffnung geklemmt und mit dem Kontaktstift kontaktiert.

Es ist von besonderem Vorteil, dass zum Entfernen der Kunststoffschichten auf dem Flachfolienleiter der Kontaktstift eine senkrecht zu seiner Längsachse verlaufende Kante aufweist, mit der die Kunststoffschichten abgeschabt werden. Dies erfolgt beim Einbringen des Kontaktstiftes durch die flexible Folie und somit im gleichen Arbeitsgang wie das Kontaktieren der Folie.

Es ist weiter von besonderem Vorteil, dass die flexible Folie zwischen dem Kontaktstift und dem Trägerelement im Bereich der Öffnung sicher geklemmt ist. Um eine sichere Kontaktierung herzustellen ist es notwendig, eine Federkraft vorzusehen. Dies wird erreicht, indem der Kontaktstift senkrecht zu seiner Längsachse elastisch verformbar ist. Dadurch wird die notwendige Normalkraft auf den Flachfolienleiter zur Kontaktierung dieses Flachfolienleiters aufgebracht. Der federnde Aufbau des Kontaktstiftes kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Kontaktstift von seinem freien Ende her entlang der Längsachse geschlitzt ist. Es ist aber auch möglich, dass der Kontaktstift eine senkrecht zur Längsachse des Kontaktstiftes federnde Einpresszone in Form eines Nadelöhrs aufweist.

Es ist weiter von besonderem Vorteil, dass zum Entfernen der Kunststoffschichten vom Flachfolienleiter der Kontaktstift nicht nur eine einzelne Kante sondern mehrere hintereinander angeordnete Kanten aufweist, die in Form von Sägezähnen aufgebaut sind. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Kunststoffolie von dem Flachfolienleiter entfernt wird.

Es ist weiter von besonderem Vorteil, statt einem federnd aufgebauten Kontaktstift ein diesen umgebendes flaches Federelement vorzusehen, das vom Trägerelement getragen wird. Zwischen diesem Federelement und dem Kontaktstift wird dann der Flachfolienleiter geklemmt. Der besondere Vorteil hierbei ist, dass das Trägerelement zwar zur Aufnahme des Federelementes ausgebildet sein muss, aber die Öffnungen im Trägerelement nicht so genau bearbeitet sein müssen, dass der Flachfolienleiter zwischen dem Kontaktstift und dem Trägerelement einklemmbar ist. Die Klemm- und Federfunktion übernimmt nun das flache Federelement.

Es ist weiter von besonderem Vorteil, dass mittels der erfindungsgemässen Anordnungen auch Kontakt von mehreren Flachfolienleitern unterschiedlicher Folien zueinander hergestellt werden kann.

Es ist weiter von besonderem Vorteil, dass es nicht notwendig ist, die Folie vor dem Einbringen der Anordnung zur Kontaktierung des Flachfolienleiters mit Öffnungen oder Schnitten zu versehen. Dies kann zwar der Fall sein, ist aber nicht notwendig.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen nun anhand der Figuren erläutert werden.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Anordnung zum Kontaktieren eines Flachfolienleiters.

Fig. 2 zeigt eine schematische Anordnung eines zweiten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemässen Anordnung zur Kontaktierung eines Flachfolienleiters.

Fig. 3 zeigt zwei Ausschnitte von Flachfolienleitern, die zum Einbringen in die erfindungsgemässe Anordnung geschnitten und teilweise umgebogen sind.

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung der Anordnung gemäss Fig. 2,

Fig. 5 zeigt eine entsprechende Unteransicht von der Substratseite her,

Fig. 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäss Fig. 5 durch die erfindungsgemässe Anordnung,

Fig. 7 zeigt einen Schnitt entlang der Linie B-B gemäss Fig. 6 durch die erfindungsgemässe Anordnung.

In Fig. 1 ist ein flaches starres Trägerelement 1 mit einer Öffnung 2 dargestellt. Das Trägerelement 1 besteht beispielsweise aus einem Kunststoff. Die Öffnung 2 kann beim Spritzvorgang des Kunststoffes aber auch später durch Bohrung hergestellt werden. Die Öffnung 2 kann im Querschnitt unterschiedliche Formen aufweisen. Wichtig ist die Genauigkeit der Abmessungen der Öffnung 2. Auf das Trägerelement 1 ist eine flexible Folie 3 aufgelegt. Die flexible Folie 3 besteht aus zumindest einem Flachfolienleiter 4 und zwei isolierenden Beschichtungen 5, die den Flachfolienleiter 4 umgeben. In die Öffnung 2 des Trägerelementes 1 ist ein Kontaktstift 6 eingebracht. Die Aussenmasse des Kontaktstiftes 6 und die Innenmasse der Öffnung 2 sind so gewählt, dass eine Klemmung der Folie' 3 zwischen der Wandung der Öffnung 2 und der Aussenwandung 8 des Kontaktstiftes 6 erfolgt. Da der Flachfolienleiter 4 zwischen zwei isolierenden Schichten 5 eingebettet ist, ist es beim Einbringen des Kontaktstiftes 6 zunächst notwendig, die äussere Schicht abzukratzen. Dazu weist der Kontaktstift 6 eine senkrecht zur Längsachse des Kontaktstiftes verlaufende Kante 9 auf. Mit dieser Kante 9 wird die äussere Beschichtung 5 des Flachfolienleiters 4 abgeschabt. Dadurch ist es möglich, eine Kontaktierung zwischen der Aussenwand 8 des Kontaktstiftes 6 und dem Flachfolienleiter 4 herzustellen. Der Kontaktstift 6 weist weiter einen entlang seiner Längsachse verlaufenden Längsschlitz 10 auf. Dieser Schlitz 10 sorgt für ein elastisches Verhalten des Kontaktstiftes 6 senkrecht zur Längsachse des Kontaktstiftes 6. Dieses elastische Verhalten wird benötigt, um die nötigen Normalkräfte zur Kontaktierung des Flachfolienleiters 4 aufzubringen.

Zum Einbringen des Kontaktstiftes 6 und zur Kontaktierung des Flachfolienleiters 4 wird zunächst der Kontaktstift 6 mit seinem abgerundeten freien Ende 11 auf die Folie 3 aufgebracht. Die Folie 3 deformiert sich dann zunächst in die Öffnung 2 des Trägerelementes 1 hinein. Beim weiteren Einbringen des Kontaktstiftes 6 bildet sich eine Öffnung in der Folie 3. Das noch weitere Einbringen des Kontaktstiftes 6 führt nun dazu, dass die Kante 9 an der oberen Beschichtung entlang schabt und diese vom Flachfolienleiter 4 entfernt. Der Flachfolienleiter 4 ist nun zwischen der Wandung 7 der Öffnung 2 und der Aussenwand 8 des Kontaktstiftes 6 eingeklemmt. Aufgrund der Federwirkung des Schlitzes 10 des Kontaktstiftes 6 ist die Kontaktierung äusserst zuverlässig. Die Form des Kontaktstiftes 6 und die Form der Öffnung 2 hängen insofern voneinander ab, als zumindest in der Richtung senkrecht zum Längsschnitt 10 des Kontaktstiftes 6 die Breite der Öffnung 2 derart gewählt sein muss, dass eine Klemmung der Folie 3 zwischen Kontaktstift 6 und Öffnung möglich ist. Davon abgesehen, kann der Kontaktstift 6 und auch die Öffnung 2 im Querschnitt sowohl quadratisch als auch rund oder rechteckig oder dreieckig gewählt sein.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Auf den ersten Blick gleicht diese Darstellung der Darstellung von Fig. 1 wesentlich. Ein Substrat 1 weist ebenfalls eine Öffnung 2 auf. Auf das Substrat 1 ist eine flexible Folie 3 mit einem Flachfolienleiter 4 und einer isolierenden Beschichtung 5 aufgebracht. Mittels eines Kontaktstiftes 6' wird die Flachfolie kontaktiert. Der Kontaktstift 6' weist ein freies Ende 11 von geringerem Durchmesser und eine Kante 9 zum Abschaben der isolierenden Beschichtung 5 vom Flachfolienleiter 4 auf. Der Kontaktstift 6' unterscheidet sich vom Kontaktstift 6 gemäss Fig. 1 dadurch, dass er keinen elastischen Bereich aufweist. Statt dessen weist die Öffnung 2 des Trägerelementes 1 eine Verbreiterung 12 auf. Innerhalb dieser Verbreiterung befindet sich ein flaches Federelement 13. Dieses flaches Federelement 13 bringt die notwendige Normalkraft zur Kontaktierung des Flachfolienleiters 4 mit dem Kontaktstift 6' auf. Es ist nun nicht mehr notwendig, die Wandung 7 der Öffnung besonders genau auszubilden, da diese Wandung zur Kontaktierung nicht mehr direkt benutzt wird. Der Kontaktstift 6' wird im Bereich seiner Aussenwand 8 kontaktiert. Das flache Federelement 13 besteht bespielsweise aus einem ringförmigen Element, das beim Einbringen von Folie 3 und Kontaktstift 6' sich elastisch verformt und dadurch die zu Kontaktierung notwendige Normalkraft aufbringt.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf zwei flexible Folien 3' und 3'', die jeweils an zwei Bereichen eingeschnitten sind. Der Schnitt besteht aus einem Längsschnitt und zwei dazu senkrechten am Ende des Längsschnittes diesen schneidenden Querschnitten. Die beiden so entstehenden Laschen 14 sind aus der Ebene der flexiblen Folien 3' bzw. 3'' herausgebogen.

Fig. 4 zeigt, dass die beiden flexiblen Folien 3' und 3'' übereinander angeordnet sind, derart, dass die entstandenen Öffnungen 15 der flexiblen Folien 3' und 3'' übereinander zum liegen kommen. Unterhalb der Folien befindet sich ein Trägerelement 1.

In Fig. 5 ist eine Ansicht von unten auf das Trägerelement 1 dargestellt. Das Trägerelement 1 besitzt vier Öffnungen 2. In zwei dieser Öffnungen greifen die Laschen 14 der Folien ein. Es ist dabei zu erkennen, dass die Laschen 13 der Folie 3' senkrecht zu denen der Folie 3'' angeordnet sind. In eine der Öffnungen 2 ist bereits ein Kontaktstift 6' eingebracht. Wie bereits anhand von Fig. 2 erläutert, wird mittels eines flachen Federelementes 13 Kontakt zwischen der Folie 3' bzw. 3'' und dem Kontaktstift 6' hergestellt. Da der Kontaktstift 6' Kontakt mit Folienleitern aus beiden Folien 3', 3'' herstellt, sind die Flachfolienleiter auch untereinander verbunden.

Dies ist besonders deutlich aus Fig. 7 ersichtlich. Fig. 7 ist ein Schnitt entlang der Schnittlinie B-B gemäss Fig. 6. Es sind zwei Öffnungen 2 zu erkennen, die im Bereich der Verbreiterung 12 geschnitten sind. In einer der beiden Öffnungen ist ein Federelement 13 eingebracht. In beide Öffnungen sind die Laschen 14 der Folie 3' und 3'' eingebracht. In einer der Öffnungen befindet sich ausserdem auch bereits ein Kontaktstift 6'. Es ist zu erkennen, dass der Kontaktstift 6' das flache Federelement 13 beim Einbringen elastisch verformt. Das flache Federelement 13 weist einen Durchbruch 16 auf und an jeweils gegenüberliegenden Seiten Laschen 17, die federnd ausgebildet sind und sich beim Einbringen der Folien 3' und 3'' und des Kontaktstiftes 6' verbiegen. Das flache Federelement 13 liegt im Bereich der federnden Laschen 17 nicht auf dem Trägerelement 1 auf, so dass eine freie elastische Verformung der Laschen 17 möglich ist.

Es handelt sich bei der Darstellung von Fig. 7 nur um eine schematische Darstellung. Die Laschen 14 der Folien 3', 3'' können sich in den Ecken nicht einfach überschneiden wie dargestellt, sondern müssen dort umgebogen mehrlagig angeordnet sein.

Claims (10)

1. Anordnung zum Kontaktieren eines Flachfolienleiters einer Folie mit zumindest einem Kontaktstift (6), der zur Kontaktierung des Flachfolienleiters (4) im Wesentlichen senkrecht zu diesem angeordnet ist, und mit einem Trägerelement (1), auf das der Flachfolienleiter (4) aufbringbar ist und das zumindest eine Öffnung (2) zur Aufnahme des Kontaktstiftes (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flachfolienleiter (4) in der Öffnung (2) mittels einem federnden Element verpresst und mit dem Kontaktstift kontaktiert ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (6) eine senkrecht zu seiner Längsachse verlaufende Kante (9) zum Entfernen von Kunststoffschichten auf dem Flachfolienleiter (4) aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flachfolienleiter (4) zwischen dem Kontaktstift (6) und einem diesen umgebenden flachen Federelement (13), das vom Trägerelement (1) getragen wird, geklemmt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flachfolienleiter (4) zwischen dem Kontaktstift (6), der senkrecht zu seiner Längsachse zumindest bereichsweise federnd aufgebaut ist, und dem Trägerelement (1) im Bereich der Öffnung (2) geklemmt ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (6) längsgeschlitzt ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (6) eine Einpresszone in Form eines Nadelöhrs aufweist.

7. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere senkrecht zur Längsachse des Kontaktstiftes (6) in Form von Sägezähnen ausgebildete Kanten vorgesehen sind.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (3) im Bereich des Flachfolienleiters (4) zur Kontaktierung dieses Leiters (4) eingeschnitten ist.

9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (6) durch die Folie (3) gepresst ist.

10. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das flache Federelement (13) einen Durchbruch mit federnden Laschen (17) aufweist, die sich gegenüberliegend angeordnet sind und sich beim Einbringen von Folie (3) und Kontaktstift (6') in den Durchbruch (17) verbiegen.