DE202020106403U1

DE202020106403U1 - System zur leitfähigen Anordnung elektronischer Bauteile auf einem Trägerkörper

Info

Publication number: DE202020106403U1
Application number: DE202020106403.7U
Authority: DE
Original assignee: ZSK Stickmaschinen GmbH
Current assignee: ZSK Stickmaschinen GmbH
Priority date: 2020-11-09
Filing date: 2020-11-09
Publication date: 2020-11-30
Anticipated expiration: 2030-11-10

Abstract

System (1) zur leitfähigen Anordnung elektronischer Bauteile (10) auf einem Trägerkörper (15), wobei jeweils mindestens ein elektronisches Bauteil (10) auf oder an zumindest einem elektrisch leitfähigen Träger (12) montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähigen Träger (12) mehrerer Bauteile (10) auf einem auf dem Trägerkörper (15) aufbringbaren und elektrisch nicht leitfähigen Trägermaterial (11) nicht leitfähig aufgebracht sind und mittels mindestens einem als ein elektrisch leitfähiges/r Garn, Draht, Band oder dergleichen gearteter Faden ausgebildeten Leitmittel (13) elektrisch beaufschlagt sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur leitfähigen Anordnung elektronischer Bauteile auf einem elektrisch nicht leitfähigen Trägermaterial gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
Stand der Technik
Es ist aus dem Stand der Technik unlängst bekannt, Pailletten in der Sticktechnologie mit entsprechenden Zuführeinheiten auf ein Substrat zu applizieren. Hierbei werden strangförmige Endlosbänder, die aus aneinander gereihten Pailletten bestehen, durch die Zuführeinheit an der Stickmaschine als Strang zugeführt und erst beim Fixieren auf dem Substrat vereinzelt.
LEDs oder ähnliche Bauteile, die auf leitfähige, strangförmige Trägermaterialien aufgebracht und mit einer Stickmaschine auf ein Substrat fixiert sind und nachträglich kontaktiert werden, sind mit Führungspailletten aus der DE 10 2016 116 028 A1 und ohne durch die sog. Functional Sequin Devices-Technologie bekannt.
Der Nachteil der im Stand der Technik bekannten Lösungen, sowohl mit als auch ohne Führungspaillette, besteht darin, dass das elektrische Bauteil auf das Trägermaterial elektrisch leitfähig aufgebracht sein muss (z.B. durch löten), auch Bestückung genannt, und die elektrische Kontaktierung zwischen Garn und Bauteil durch die Kontaktierung des Trägermaterials erfolgt. Da beim automatischen Bestückungsprozess der Bauteile auf das leitfähige Trägermaterial aus prozesstechnischen Gründen keine 100%ige Sicherheit für eine saubere Lötstelle gegeben werden kann, wird in der Bestückungstechnologie eine 100%-Kontrolle nach Lötungen durchzogen. Da in den bisherigen Lösungen jedoch die Lötung auf einem endlosen Strang erfolgen muss, ist ein Aussortieren der schlechten Lötstellen nicht möglich, ohne das Band zu teilen oder eine manuelle Nacharbeit durchführen zu müssen. Des Weiteren können schlechte, nicht vorher entdeckte Lötstellen zum Ausschuss des späteren gestickten Endproduktes führen.
Darstellung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur elektrisch leitfähigen Kontaktierung der einzelnen Bauteile zu ermöglichen, ohne dass eine elektrische Verbindung zwischen Bauteil und Trägermaterial vorliegt.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße System zur leitfähigen Anordnung elektronischer Bauteile auf einem elektrisch nicht leitfähigen Trägermaterial sieht zunächst vor, dass jeweils mindestens ein elektronisches Bauteil auf oder an zumindest einem elektrisch leitfähigen Träger montiert ist.
Erfindungsgemäß ist das System der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähigen Träger mehrerer Bauteile auf einem auf dem Trägerkörper aufbringbaren und elektrisch nicht leitfähigen Trägermaterial nicht leitfähig aufgebracht sind und mittels mindestens einem als ein elektrisch leitfähiges/r Garn, Draht, Band oder dergleichen gearteter Faden ausgebildeten Leitmittel elektrisch beaufschlagt sind.
Hierbei wird vorzugsweise ein Trägermaterial ähnlich eines Paillettenbandes in einer für die Sticktechnik geeigneten Geometrie endlos aus einem nicht leitfähigen Trägermaterial und ohne leitfähige Beschichtungen als reines Transport- und Führungsband verwendet. Die Geometrie sollte so gestaltet sein, dass ein Verdrehen der Bauteile während und nach der Applizierung auf einem flexiblen Substrat verhindert wird. Diese Endlosbänder werden dann bspw. mit einzelnen elektrischen Bauteilen (LEDs, Sensoren, etc.) mittels eines Fügemittels z.B. Klebstoff bestückt, jedoch nicht leitfähig verbunden.
Die elektrischen Bauteile sind vorteilhafterweise auf oder an mindestens einem elektrisch leitfähigen Träger mit einer elektrisch leitfähigen Kontaktfläche montiert, die so gestaltet ist, dass ein leitfähiges Leitmittel in Form eines elektrisch leitfähigen Garns, Drahtes, Bandes oder dergleichen gearteten Fadens eine elektrische Verbindung hierüber aufbauen kann. Die Kontaktfläche kann dabei bspw. als Loch, Halb-3/4-mond, Nut, Einkerbung o.ä. ausgeprägt sein.
Das elektrische Bauteil ist somit in eine Trägerstruktur integriert, welche zumindest teilweise eine Kontaktierungsfläche aus leitfähigem Material bereitstellt, welches zur Kontaktierung auf der Oberfläche vorliegt. Dies kann auch durch Kombination unterschiedlicher Materialien umgesetzt werden.
Die Vorteile der Bauteile auf nicht leitfähigem Trägermaterial bestehen darin, dass die elektrischen Bauteile alle 100%-Prüfungen durchlaufen können, bevor diese auf die Trägermaterialien aufgebracht werden können. Bei einem Defekt können diese direkt ausgemustert werden und werden erst gar nicht auf das Trägermaterial gefügt. Nach dem Fügen der Bauteile auf dem Trägermaterial ist eine 100%ige Sicherheit gegeben, dass jede Komponente eine leitfähige Verbindung zur Kontaktierungsfläche aufweist. Hierdurch können beliebig lange für die Sticktechnologie geeignete Bänder mit elektrischen Bauteilen gefertigt werden.
Figurenliste
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Systems ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrere Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von der Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
In den Zeichnungen zeigen

1a, 1b, 1c das erfindungsgemäße System in einer vorteilhaften Ausführungsform in der Draufsicht, im Schnitt sowie im Schnitt auf einem Trägermaterial, wobei die Kontaktflächen in 1c mit einem elektrisch leitfähigen Leitmittel umgarnt sind;
2a und 2b das erfindungsgemäße System in einer vorteilhaften Ausführungsform in der Draufsicht sowie im Schnitt;
3a, 3b, 3c das erfindungsgemäße System in einer weiteren beispielhaften Ausführungsformen in der Draufsicht, im Schnitt sowie im Schnitt auf einem Trägermaterial, wobei auch hier die Kontaktflächen in 2c mit einem elektrisch leitfähigen Leitmittel umgarnt sind.

Ausführung der Erfindung
Wie aus 1a ersichtlich, sind in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Leitmittel 13 an dem elektrisch leitfähigen Träger 12 zu ihrer elektrischen Beaufschlagung durch das elektrisch nicht leitfähige Trägermaterial 11 sowie durch den Trägerkörper 15 geführt.
Wie aus den 1a bis 3c ersichtlich, ist das System 1 weiterhin vorzugsweise derart ausgebildet, dass die elektrisch leitfähigen Träger 12 mindestens einseitig, vorzugsweise beidseitig an dem elektronischen Bauteil 10 auskragen, überstehen, herausragen oder dergleichen hervorstehen und dort eine elektrisch leitfähige Kontaktfläche 120 für das Leitmittel 13 bilden.
Die Kontaktflächen 120 mehrerer Träger 12 der Bauteile 10 sind dabei vorzugsweise auf einer gemeinsamen Ebene und/oder - wie aus den 1 a bis 3c ersichtlich - auf einer gemeinsamen Bahn 14 ausgerichtet.
Wie aus den 1a bis 2b ersichtlich, ist innerhalb einer Kontaktfläche 120 der Träger 12 mindestens ein Durchlass (bspw. eine Bohrung) 121 für das Leitmittel 13 vorgesehen, durch die das Leitmittel 13 geführt wird, um eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Bauteilen 10 aufzubauen.
Wie aus den 3a, 3b, 3c ersichtlich, kann an einer Kontaktfläche 120 der Träger 12 darüber hinaus auch mindestens eine nutenartige Einkerbung oder Ausnehmung 122 für das Leitmittel 13 vorgesehen sein, in die das Leitmittel 13 eingeführt wird, um eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Bauteilen 10 aufzubauen.
Wie aus den 1a bis 2b ersichtlich, schließen die elektronischen Bauteile 10 vorteilhafterweise plan bzw. ebenbündig mit der Kontaktfläche 120 der Träger 12 ab, wobei die elektronischen Bauteile 10 in einer in den 3a, 3b und 3c dargestellten Ausführungsform der Erfindung an der Kontaktfläche 120 auch herausragen können.
Das erfindungsgemäße System 1 beschränkt sich in seiner Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsformen. Vielmehr sind eine Vielzahl von Ausgestaltungsvariationen denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung Gebrauch machen.
Bezugszeichenliste

1: System
10: elektronische Bauteile / LEDs
11: elektrisch nicht leitfähiges Trägermaterial
12: elektrisch leitfähiger Träger
13: elektrisch leitfähiges Leitmittel / Garn
14: Bahn
15: Trägerkörper
120: Kontaktflächen
121: Durchlass / Bohrung
122: Ausnehmung an der Träger

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102016116028 A1 [0003]

Claims

System (1) zur leitfähigen Anordnung elektronischer Bauteile (10) auf einem Trägerkörper (15), wobei jeweils mindestens ein elektronisches Bauteil (10) auf oder an zumindest einem elektrisch leitfähigen Träger (12) montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähigen Träger (12) mehrerer Bauteile (10) auf einem auf dem Trägerkörper (15) aufbringbaren und elektrisch nicht leitfähigen Trägermaterial (11) nicht leitfähig aufgebracht sind und mittels mindestens einem als ein elektrisch leitfähiges/r Garn, Draht, Band oder dergleichen gearteter Faden ausgebildeten Leitmittel (13) elektrisch beaufschlagt sind.
System (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitmittel (13) an dem elektrisch leitfähigen Träger (12) zu ihrer elektrischen Beaufschlagung durch das elektrisch nicht leitfähige Trägermaterial (11) sowie durch den Trägerkörper (15) geführt sind.
System (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähigen Träger (12) mindestens einseitig an dem elektronischen Bauteil (10) auskragen, überstehen, herausragen oder dergleichen hervorstehen und dort eine elektrisch leitfähige Kontaktfläche (120) für das Leitmittel (13) bilden.
System (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (120) mehrerer Träger (12) der Bauteile (10) auf einer gemeinsamen Ebene und/oder auf einer gemeinsamen Bahn (14) ausgerichtet sind.
System (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Kontaktfläche (120) der Träger (12) mindestens ein Durchlass (121) für das Leitmittel (13) vorgesehen ist.
System (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Kontaktfläche (120) der Träger (12) mindestens eine nutenartige Einkerbung oder Ausnehmung (122) für das Leitmittel (13) vorgesehen ist.
System (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauteile (10) plan mit der Kontaktfläche (120) abschließen.
System (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauteile (10) an der Kontaktfläche (120) herausragen.