DE2025112B2 - Verfahren zur elektrischen und mechanischen verbindung eines flexiblen, isolierten mehrleiter-flachkabels mit einem starren elektrischen anschlusstueck und nach diesem verfahren hergestellte verbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen und mechanischen Verbindung eines flexiblen, isolierten Mehrleiter-Flachkabels mit einem starren elektrischen Anschlußstück, bei dem die Isolation an einem Ende des Mehrleiter-Flachkabels entfernt wird, bei dem der freigelegte Flachkabel-Abschnitt auf das Anschlußstück ausgerichtet wird, und bei dem das Mehrleiter-Flachkabel an dem Anschlußstück an einer Stelle außerhalb des freigelegten Flachkabel-Ab-

*o schnittes befestigt wird, sowie eine nach diesem Verfahren hergestellte Verbindung zwischen einer gedruckten Schaltung und einem Flachkabel.

Es war bisher mit beträchtlichen Schwierigkeiten verbunden, flexible Mehrleiterkabel mit Anschlußplatten und dergleichen in wirtschaftlicher und zuverlässiger Weise zu verbinden. Gemäß dem Stand der Technik wurde bei dem typischen Verfahren zum Anschließen eines Mehrleiterkabels, das zwischen kontinuierliche Isolationsfilme eingelegte oder auf beiden Seiten mit solchen Filmen beschichtete Leiter aus Kupferfolie umfaßt, an eine Anschlußplatte mit einer der Leiterzahl in dem Kabel entsprechenden Anzahl von Anschlußfahnen oder -klemmen mit Löten gearbeitet. Um jedoch die Lötung auszuführen, ist es zunächst erforderlich, einen Isolationsstreifen auf einer Seite an einem Ende des flexiblen Kabels zu entfernen, um sämtliche Leiter freizulegen. Sodann werden die freigelegten Leiter mit Lot beschichtet, wobei die Lotschicht etwa 0,013 mm dick ist. Die entsprechende Fläche bzw. die entsprechenden Klemmen an der Anschlußplatte werden ebenfalls mit Lot in etwa der gleichen Dicke beschichtet. Als nächstes werden die Kabelleiter auf die Klemmen der Anschlußplatte ausgerichtet und Kabel und Platte werden mechanisch zusammengeklemmt. Schließlichwirdzwischen jedem Leiter und der ihm zugeordneten entsprechenden Fläche der Anschlußplatte eine Lötstelle ausgebildet, indem die gesamte Anordnung ausreichend erhitzt wird, um die Lotschichten wieder zu schmelzen.

Die oben beschriebene und üblicherweise angewandte bekannte Technik ist außerordentlich zeitraubend und zeitigt schlechte Ergebnisse, indem entweder offene Kreise (durch kalte Lötstellen) oder Kurzschlüsse zwischen benachbarten Leitern oder beides produziert werden. Außerdem sind die Ergebnisse der früheren Verbindungstechnik auch bezüglich ihres Aussehens schlecht und wenig gleichmäßig.

Die Nachteile der früheren Technik zusammenfassend kann gesagt werden, daß es bisher nötig war, sowohl das Kabel als auch diejenigen Bereiche an der Anschlußplatte mit Lot zu beschichten, mit denen das Kabel verbunden werden soll. Sowohl zur Erzielung der Lotschicht als auch zum endgültigen Verbinden von Kabel und Platte ist eine lange Aufheizzeit erforderlich, da sämtliche Materialien und Elemente der Anordnung auf die Löttemperatur erhitzt werden müssen. Teilweise infolge der langen Aufheizzeit waren die resultierenden Lötstellen mechanisch schwach

und wegen der Oxydation, die während des Aufheizvorganges eintritt, elektrisch schlecht. Da ferner das Wiederverflüssigen des Lots zur Bildung der Verbindungsstellen unter Druck erfolgt, während sich die Anordnung in einem Ofen befindet, drückt sich das Lot leicht zwischen den Kabelleitern und den Klemmen der Anschlußplatte heraus und bildet Kurzschlüsse zwischen benachbarten Leitern.

Aus der USA.-Patentschrift 3278887 sind ein Verfahren und eine Verbindung der eingangs geschil- "> derten Art bekannt. Auch hierdurch werden jedoch die vorstehend geschilderten Schwierigkeiten nicht vollständig behoben. Bei diesem Verfahren wird das flexible Mehrleiter-Flachkabel um einen Dorn gefaltet. Anschließend wird die Isolation auf einer Seite entfernt. Hierdurch ergibt sich eine auf die Dauer sowohl mechanisch als auch elektrisch unbefriedigende Verbindung. Insbesondere verschlechtert sich im Laufe der Zeit infolge von Korrosion der elektrische Leitwert der Verbindung. *°

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur elektrischen und mechanischen Verbindung eines flexiblen, isolierten Mehrleiter-Flachkabels an einem starren elektrischen Anschlußstück anzugeben, nach dem eine mechanisch »5 haltbare Verbindung hergestellt werden kann, deren Übergangswiderstand konstant bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß ausgehend von dem eingangs geschilderten Verfahren dadurch gelöst, daß zuerst die Isolation an einem Ende des Mehrleiter-Flachkabels an einer Oberfläche über eine bestimmte Länge entfernt wird, daß anschließend das abisolierte Flachkabelende annähernd in der Hälfte seiner Länge umgeklappt wird, um den freigelegten Abschnitt der Flachkabel-Leiter auf beiden Flachkabel-Seiten zur Verfügung zu stellen, und daß nach dem Ausrichten des freigelegten Flachkabel-Abschnitts auf das Anschlußstück und nach der Befestigung des Mehrleiter-Flachkabels am Anschlußstück die freigelegten Abschnitte der Flachkabelleiter in einem letz- ten Arbeitsgang an das elektrische Anschlußstück angelötet werden.

Auf diese Weise wird elektrisch leitendes Material auf beiden Seitendes umgeklappten Kabels freigelegt, so daß sich eine sowohl mechanisch als auch elektrisch dauerhafte Verbindung ergibt, die auch ein gutes Aussehen aufweist und die darüber hinaus auch schneller und damit billiger als nach dem bekannten Verfahren hergestellt werden kann.

Dabei wird vorzugsweise zum Anlöten des freige- so legten Abschnittes des Flachkabel-Leiters an das elektrische Anschlußstück der umgeklappte Abschnitt des Flachkabel-Leiters durch einen Schwall aus geschmolzenem Lot geführt.

Zur gegenseitigen Festlegung des Flachkabels und des Anschlußstückes wird vorzugsweise das Flachkabel an dem Anschlußstück durch Ankleben längs eines Streifens befestigt, der gegenüber dem freiliegenden Leiterabschnitt an dem Flachkabel nach innen versetzt ist. Zum Ankleben kann ein Klebstoffstreifen zwisehen dem Flachkabel und dem Anschlußstück angeordnet werden, wobei der Klebstoff durch Anwendung von Wärme und Druck gehärtet wird.

Die erfindungsgemäß hergestellte Verbindung zwischen einer das starre elektrische Anschlußstück bil- denden gedruckten Schaltung und einem flexiblen, isolierten Mehrleiter-Flachkabel zeichnet sich aus durch ein flexibles Flachkabel mit mehreren freigelegten, im wesentlichen zueinander parallelen elektrischen Leitern an einer Kante, wobei das Kabel längs dieser Kante teilweise umgeklappt ist, um auf seinen beiden Seiten freigelegte elektrische Leiter zu bilden, durch eine starre Anschlußplatte mit mehreren, auf die freigelegten elektrischen Leiter ausgerichteten leitfähigen Abschnitten auf ihrer einen Seite, durch ein Mittel, mit dem das Kabel an der Platte an einer Stelle befestigt ist, die bezüglich der freien Kante nach innen versetzt ist, und durch ein Lot, das die elektrischen Leiter des Kabels mit den leitfähigen Abschnitten der Anschlußplatte verbindet, zwischen den Leitern und den Abschnitten angeordnet ist und den umgeklappten Teil der Leiter bedeckt.

Vorzugsweise bildet das Lot an den freigelegten Leitern dort, wo das Flachkabel umgeklappt ist, eine Kehlnaht. Das Befestigungsmittel umfaßt vorzugsweise einen Klebstoff, der das flexible Flachkabel längs eines zu der Kante parallelen Streifens an der Anschlußplatte befestigt.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich dahingehend zusammenfassen, daß ein Beschichten des Kabels oder der Anschlußplatte oder beider Teile mit Lot nicht erforderlich ist. Ähnlich ist weder ein mechanisches Anklemmen des Kabels an der Platte noch ein Brennen der Anordnung in einem Ofen zum Wiederverflüssigen des Lots erforderlich. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt also die gewünschten Verbindungen beträchtlich schneller und daher erheblich billiger her, als es früher möglich war. Der sich nach der Erfindung ergebende Aufbau weist elektrische Verbindungsstellen mit gleichmäßig niedrigem Widerstand auf. Auf Grund des Eindringens von Lot und der Ausbildung der Kehlnaht sind diese Verbindungsstellen außerdem vom mechanischen Standpunkt beträchtlich fester, als sie sich durch bekannte Techniken erzielen lassen. Da ein Wiederverflüssigen des Lots unter gleichzeitiger Anwendung von Druck auf die Anordnung nicht erforderlich ist, wird die Bildung von Kurzschlüssen zwischen benachbarten Kabelleitern - ein Problem, mit dem die bekannten Techniken kämpfen - im wesentlichen vermieden.

Das Verfahren nach der Erfindung und Beispiele von damit hergestellten Verbindungen sind in der Zeichnung dargestellt; in dieser zeigt

Fig. 1 ein Flußdiagramm der verschiedenen ausgeführten Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht eines Teils eines flexiblen Mehrleiter-Flachkabels vom Typ der gedruckten Schaltung,

Fig. 3 das Ergebnis des Arbeitsschrittes, bei dem die Isolation am einen Ende des Kabels nach Fig. 2 auf einer Seite abgezogen wird,

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Kabel und eine Anschlußplatte vor dem Verbinden,

Fig. S eine teilweise Draufsicht auf das Kabel und die Anschlußplatte nach F i g. 4 nach dem Ausrichten, jedoch vor dem Ausbilden der Lötverbindungen zwischen den beiden Elementen,

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Anordnung längs der Linie 6-6 der Fig. 5 vor dem Löten, und

Fig. 7 einen vergrößerten Querschnitt, der den Aufbau der Fig. 6 nach dem Lötvorgang zeigt.

In Fig. 2 ist im Schnitt ein generell mit 8 bezeichnetes flexibles Flachkabel gezeigt, das sich für das erfindungsgemäße Verfahren eignet. Das Kabel nach Fig. 2 umfaßt mehrere miteinander ausgerichtete Kupferleiter, wie etwa den Leiter 10, die durch sand-

wichartiges Einlegen zwischen Isoliermaterial-Filme oder -Streifen 12 und 13 umschlossen sind. Elektrische Elemente, die mehrere durch Filme aus flexiblem Isoliermaterial in Abstand voneinander gehaltene und isolierte dünne Metall-Leiter aufweisen und sich für das erfindungsgemäße Verfahren eignen, sind in der deutschen Patentanmeldung P15 90977.O beschrieben. In dieser Anmeldung sind auch Verfahren zur Herstellung derartiger elektrischer Elemente offenbart.

Gemäß dem ersten auszuführenden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie er in F i g. 1 bei 14 angegeben ist, wird die Isolation von einem Ende des flexiblen Kabels 8 auf einer Seite abgezogen, um die Endender Leiter 10 freizulegen. Dieses Abziehen der Isolation zum Freilegen bloßer Leiter auf einer Oberfläche des Kabels kann je nach der Art der Isolierfilme 12 und 13 mechanisch oder chemisch erfolgen. Besteht der Isolierfilm aus einem aromatischen PoIyimidharz, wie es in der genannten Patentanmeldung offenbart ist, so kann er entsprechend der in der deutschen Patentanmeldung P15 46 596.O beschriebenen Technik chemisch entfernt werden. Als typisches Beispiel werden die Leiter auf eine Länge von 2,5 mm freigelegt, um das in F i g. 3 im Schnitt gezeigte Ergebnis zu erzielen.

Der nächste Schritt besteht darin, daß das freigelegte Ende des Kabels 8 auf sich selbst umgeklappt wird, wie dies in Fig. 1 durch den Schritt 16 angegeben ist. Als typisches Beispiel werden die Leiter auf eine Länge von etwa 0,8 mm vom Ende umgeklappt, so daß die auf beiden Seiten des Kabels freigelegten Leiter erzeugt werden, wie sie aus Fig. 6 hervorgehen.

Nachdem das freigelegte Kabelende umgekippt worden ist, wird das Kabel auf die Anschlußplatte ausgerichtet, wie es in Fig. 1 in dem Schritt 18 angegeben ist. Gemäß F i g. 4 wird das Kabel 8 durch einen in einer starren Anschlußplatte 22 dazu vorgesehenen Schlitz 20 geführt, und die freigelegten Leiter 10 werden in Berührung mit den jeweils entsprechenden Anschlußklemmen, wie etwa der Klemme 24, an der Anschlußplatte gebracht. Das Ergebnis dieses Ausrichtschrittes ist am besten aus gleichzeitiger Betrachtung von Fig. 5 und 6 ersichtlich.

Nach dem Ausrichten der Kabelleiter auf die Anschlußklemmen wird das Kabel, wie es in Fig. 1 in dem Schritt 26 angegeben ist, mittels eines Klebstoffs 28 (Fig. 7) an der Anschlußplatte 22 befestigt. Falls das Kabel aus einem aromatischen Polyimid- oder Polyamidpolyimid-Harz besteht, kann der Klebstoff 28 ein Epoxydharz sein. Um das Kabel sicher an der

ίο Platte zu befestigen und bei den darauffolgenden Arbeitsschritten ein Kriechen zu verhindern, wird der Klebstoff durch Anwendung von Wärme und Druck gehärtet.

Ist das Kabel 8 mittels des Klebstoffs sicher an der Anschlußplatte 2 befestigt, so werden die Verbindungsfläche bzw. -flächen mit einem Lötflußmittel behandelt, und die Anordnung wird danach in dem Schritt 30 nach Fig. 1 durch den Lötschwall einer handelsüblichen Schwall-Lötmaschine geführt. Das

ao Ergebnis dieses Lötschrittes ist in Fig. 7 dargestellt, wobei das Lot mit 32 bezeichnet ist. Da das Lot zwischen die leitfähigen Abschnitte der Anschlußplatte und des Kabels dringt, ergibt sich eine erhebliche Steigerung sowohl der mechanischen als auch der elektri-

»5 sehen Verbindungsfestigkeit der resultierenden Lötstelle. Diese mechanische und elektrische Verbindungsfestigkeit wird dadurch weiter erhöht, daß sich zwischen dem Leiter und der Oberfläche der Anschlußplatte (den Anschlußfahnen) eine Lot-Kehlnaht bildet, wie sie bei 34 angegeben ist.

Bei einem typischen Ausführungsbeispiel umfaßt das Kabel 8 geätzte Leiter, die nach in der Technik der gedruckten Schaltungen üblichen Verfahren ausgebildet waren. Die Leiter waren aus etwa 60 g Kupfer hergestellt und auf einem flexiblen Polyamidimid-FiIm 13 getragen. Der Deckfilm 12 bestand aus PoIyimidpolymer mit einer Dicke von 0,025 mm. Der Klebstoff 28 war haftfähiges fluoriertes Äthylenpropylen, wie es in der Technik als FEP bekannt ist, und wurde als Streifen mit 13 mm Breite und 0,013 mm Dicke aufgetragen. Die Anschlußplatte 22 bestand aus feuerfestem Glas-Epoxy-Material. Die Anschlüsse 24 an der Platte waren vergoldet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur elektrischen und mechanischen Verbindung eines flexiblen, isolierten Mehrleiter-Flachkabels mit einem starren elektrischen Anschlußstück, bei dem die Isolation ar^i-' nem Ende des Mehrleiter-Flachkabels entfernt, wird, bei dem der freigelegte Flachkabe^Ab,-; schnitt auf das Anschlußstück ausgerichtet wird, und bei dem das Mehrleiter-Flachkabel an dein" Anschlußstück an einer Stelle außerhalb des freigelegten Flachkabel-Abschnittes befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die Isolation an einem Ende des Mehrleiter-Flachkabels an einer Oberfläche über eine bestimmte Länge entfernt wird, daß anschließend das abisolierte Flachkabel-Ende annähernd in der Hälfte seiner Länge umgeklappt wird, um den freigelegten Abschnitt der Flachkabel-Leiter auf beiden Flachkabel-Seiten zur Verfügung zu stellen, und daß nach dem Ausrichten des freigelegten Flachkabel-Abschnitts auf das Anschlußstück und nach der Befestigung des Mehrleiter-Flachkabels am Anschlußstück die freigelegten Abschnitte der Flachkabelleiter in einem letzten Arbeitsgang an das elektrische Anschlußstück angelötet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anlöten des freigelegten Abschnittes des Flachkabel-Leiters an das elektrische Anschlußstück der umgeklappte Abschnitt des Flachkabel-Leiters durch einen Schwall aus geschmolzenem Lot geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachkabel an dem Anschlußstück durch Ankleben längs eines Streifens befestigt wird, der gegenüber dem freiliegenden Leiterabschnitt an dem Flachkabel nach innen versetzt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ankleben ein Klebstoffstreifen zwischen dem Flachkabel und dem Anschlußstück angeordnet und der Klebstoff durch Anwendung von Wärme und Druck gehärtet wird.

5. Verbindung zwischen einer gedruckten Schaltung und einem Flachkabel, die gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellt ist, gekennzeichnet durch ein flexibles Flachkabel (8) mit mehreren freigelegten, im wesentlichen zueinander parallelen elektrischen Leitern (10) an einer Kante, wobei das Kabel längs dieser Kante teilweise umgeklappt ist, um auf seinen beiden Seiten freigelegte elektrische Leiter zu bilden, durch eine starre Anschlußplatte (22) mit mehreren, auf die freigelegten elektrischen Leiter ausgerichteten leitf ähi-' gen Abschnitten (24) auf ihrer einen Seite, durch ein Mittel (Klebstoff 28), mit dem das Kabel an der Platte an einer Stelle befestigt ist, die bezüglich der freien Kante nach innen versetzt ist, und durch ein Lot (32), das die elektrischen Leiter (10) des Kabels (8) mit den leitfähigen Abschnitten (24) der Anschlußplatte (22) verbindet, zwischen den Leitern und den Abschnitten angeordnet ist und den umgeklappten Teil der Leiter bedeckt.

6. Verbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot (32) an den freien Leitern (10) dort, wo das Flachkabel (8) umgeklappt ist, eine Kehlnaht (34) bildet.

7. Verbindung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel einen Klebstoff (28) umfaßt, der das flexible Flachkabel (8) längs eines zu der Kante parallelen Streifens an der Anschlußplatte (22) befestigt.