DE3104895A1 - Elektrische folienschaltung und herstellungsverfahren - Google Patents

Description

• Elektrische Folienschaltung und Herstellungsverfahren
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Folienschaltung, welche elektrisch leitfähige Schichten enthält, die zwischen einer Trägerfolie und einer Deckfolie aus Kunststoff angeordnet und mit diesen Folien stoffschlüssig verbunden sind, wobei die Trägerfolie die elektrisch leitfähigen Schichten und Kontaktfläche trägt, mit denen äußere Anschlußelemente stoffschlüssig verbunden sind.
• Eine derartige Folienschaltung ist aus der DE-OS 22 47 279 bekannt. Dort sind die Anschlußelemente durch die Deckfolie und die Kontaktfläche hindurchgeschmolzen, wodurch der Kontakt zur Folienschaltung hergestellt ist. Der dadurch erreichbare Kontakt genügt jedoch nicht allen Anforderungen an den. Übergangswiderstand vom Anschlußelement zur Folienschaltung und an. die mechanische Festigkeit. Dies giat insbesondere für Füllstandsmesser und dergleichen Schaltungen, welche unter sehr rauhen Bedingungen eingesetzt werden müssen.
• Ein Füllstandsmesser, der in der Form einer Folienschaltung der o.g. Art aufgebaut ist, ist aus der DE-OS 28 41 889 bekannt. Der dort beschriebene Füllstandsmesser weist jedoch keine Deckfolie auf, so daß das Problem der Kontaktierung durch eine Deckfolie hindurch nicht auftritt.
• Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht in einer serienmäßigen Kontaktierung von Folienschaltungen der eingangs beschriebenen Art, die einerseits auch höchsten Ansprüchen an die mechanische Festigkeit und Kontaktsicherheit genügt, andererseits den Schutz der empfindlichen Widerstandsschichten vor dem umgebenden Medium auch im Bereich der Kontaktierung gewährleistet.
• Diese Aufgabe wird bei einer Folienschaltung der einganges beschriebenen Art dadurch gelöst, daß durch eine Kontaktfläche und die Trägerfolie hindurch Ausnehmunggen angebracht sind, durch welche je ein Anschlußelement hindurchgeführt ist, daß diese Ausnehmungen annähernd den selben Querschnitt besitzen, wie das Anschlußelement, das in der Deckfolie größere Ausnehmungen angebracht sind, welche über den Ausnehmungen in der Trägerfolie liegen, und daß das Anschlußelement im Bereich dieser größeren Ausnehmungen mit der Kontaktfläche elektrisch leitend verbunden ist.
• Dieser Aufbau gewährleistet eine mechanisch feste und elektrisch sichere Kontaktierung. Die Kaschierung wird auch an den Ausnehmungen nicht beschädigt, da ein ausreichender Abstand zwischen Deckfolie und Anschlußdraht besteht. Der Aufbau ist außerdem relativ einfach herstellbar, da die Toleranzen, die beim Zusammenführen der Folien berücksichtigt werden müssen, durch die Größe der größeren Ausnehmung- in der Deckfolie abgefangen werden können.
• Vorteilhaft bestehen die Trägerfolie und die Deckfolie aus einem tauchlötfähigem Kunststoff, die Anschlußelemente und die Kontaktfläche aber aus lötfähigem Metall, wobei die Anschlußelemente auf die Kontaktflächen aufgelötet sind. Das Netzwerk enthält als elektrisch leitende Schichten vorteilhaft Nickelschichten, wenn es einen resistiven Füllstandsmesser darstellt, wobei in diesem Fall die Deckfolie und die Trägerfolie aus einem Kunststoff bestehen, welcher von der zu messenden Flüssigkeit nicht angelöst wird. Als Kunststoff eignet sich insbesondere für Tanksensoren für Kraftstofftanks Polyiittid. Dieser Stoff ist hochtemperaturfest und resistent gegen die üblichen Kraftstoffe.
• Die Kontaktfläche wird dabei vorzugsweise so angeordnet und dimensioniert, daß die Ausnehmungen nun nicht über die Kontaktflächen hinausragen. Dadurch kann das uwgebende Medium (z.B. Kraftstoff in einem Kraftstofftank) nicht an die dünnen Widerstandaschichten herankommen.
• Ein vorteilhaftes Verfahren zur serienmäßigen HersteDung von Netzwerken der beschriebenen Artistdurch die folgende Reihenfolge von Verfahrensschritten gekennzeichnet: a) Beschichtung einer Trägerfolie mit Mustern von elektrisch leitfähigen Schichten, welche Rontalstflächen enthalten.
• b) Anbringen von Ausnehmungen durch die Kontaktflächen und die darunterliegende Trägerfolie hindurch, wobei der Querschnitt dieser Ausnehmungen in etwa dem Querschnitt der anzubringenden Anschlußelemente entspricht.
• c) Zusammenführen der beschichteten und: gelochten Trägerfolie mit einer Deckfolie.
• d) Während des Zusammenführens wird die Lage jeder Ausnehmung in der Trägerfolie automatisch abgetastet und an der entspreche#nden über der jeweiligen Ausnehmung zu liegen kommenden Stelle der Deckfolie eine Ausnehmung mit größerem Querschnitt angebracht.
• e) Die Deckfolie wird auf die Trägerfolie aufkaschiert, f) die Anschlußelemente werden in die Ausnehmungen eingesteckt, g) die Anschlußelemente werden mit den Kontaktflächen im Bereich der Ausnehmung elektrisch leitend und zumindest mit der Trägerfolie mechanisch fest verbunden.
• Dieses Verfahren gewährleistet einerseits eine einwandfreie Kontaktierung und mechanische Halterung der Anschlußelemente und andererseits eine Serienfertigung im Bandverfahren mit leicht beherrschbaren Toleranzen. Die Löcher in der Trägerfolie können dabei einen etwas größeren Querschnitt aufweisen, als die Anschlußdrähte, wodurch das Einführen dieser erleichtert wird. Sie können aber auch einen etwas kleineren Querschnitt aufweisen, sodaß die Anschlußdrähte beim Eindrücken festgeklemmt werden. Bei einem Drahtdurchmesser von 0,8 mm gewährleistet ein Lochdurchmesser von 0,9 mm eine problemlose Einführung des Anschlußdrahtes. Vorteilhaft ist dabei, wenn die Kontaktfläch aus Metall erzeugt werden und die Verbindung zum Anschlußelement durch Löten erfolgt. Wenn als Anschlußelement ein Draht eingeführt wird, wird die größere Ausnehmung in der Deckfolie vorteilhaft als Langloch ausgebildet. Das Verfahren ist besonders rationell auszuführen, wenn die Trägerfolie und die Deckfolie aus lötfestenl Kunststoff bestehen und die Anschlußelemente durch Schwallöten oder Tauschlöten befestigt werden.
• Die Löcher in der Trägerfolie werden vor dem Kaschieren vorteilhaft optisch abgefragt. Durch diese optische Abfrage wird dann eine Stanze gesteuert, die die entsprechenden Löcher in die Deckfolie stanze. Die größere Achse der Langlöcher wird dabei vorzugsweise in der Laufrichtung der Folie angeordnet, da in dieser Richtung die größeren Toleranzen berücksichtigt werden müssen.
• Wird eine Polyimidfolie als Trägerfolie verwendet, so kann auf diese Polylmidfolie eine Metallschicht, beispielsweise aus Nickel, unmittelbar aufgedampft werden.
• Als Trägerfolie kann aber auch eine Polytetrafluoräthylenfolie eingesetzt werden, wenn auf die Trägerfolie zunächst eine Haftschicht durch Kathodenzerstäubung aufgebracht und dann die elektrisch leitende Schicht und die Kontaktflächen aufgedampft werden. Als Haftschicht eignet sich beispielsweise eine Chromnickelschicht. Diese kann so dünn ausgebildet sein, daß sie keinen meßbaren Beitrag zum Leitwert der Metallschicht darstellt, verbessert aber trotzdem die Haftung der Metallschicht erheblich.
• Die Erfindung wird nun anhand von zwei Figuren näher erläutert. Sie ist nicht auf das in den Figuren gezeigte Beispiel beschränkt. Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Folienschaltung in teilweise geschnittener und gebroche-.
• ner Ansicht. Figur 2 zeigt eine #aiif#i#t auf eine erfindungsgemäße Kontaktierungsstelle vor dem Löten. Hier wurden metallisierte Oberflächen durch eine weite Schraffur angedeutet.
• Eine Trägerfolie 1 aus einem Lötfähigen Kunststoff, vorzugsweise Polyimid ist mit einer Metallschicht 2, vorzugsweise aus Nickel, beschichtet. Diese Metallschicht 2 ist durch/#oifl#aktfläche 4 aus einem lötfähigen Metall verstärkt. Auf diese Schichten ist eine Deckfolie 3 aufkaschiert.
• In die Trägerfolie 1 und die Kontaktfläche-.4 ist eine Ausnehmung 7 eingestanzt, welche in etwa den Querschnitt des Drahtes 6 aufweist. Ihr Querschnitt ist nur geringfügig größer als der des Drahtes 6, um ein leichtes Einführen des Drahtes 6 zu gewährleisten.
• In die Deckfolie 3 ist eine größere Ausnehmung 8 eingestanzt, welche ein Langloch darstellt. Der Draht 6 ist über eine Lotschicht 5 mit der Kontaktfläche. 4 elektrisch leitend und über die Kontaktfläche 4 auch mit der Trägerfolie 1 stoffschlüssig verbunden. Diese Verbindung wurde vorzugsweise durch Schwallöten oder Tauchlöten hergestellt.
• 9 Patentansprüche 2 Figuren

Claims (9)

1. PatentansprAche g Elektrische Folienschaltung, welche elektrisch leitfähige Schichten enthält, die zwischen einer Trägerfolie und einer Deckfolie aus Kunststoff angeordnet und mit diesen Folien stoffschlüssig verbunden sind, wobei die Trägerfolie die elektrisch. leitfähigen Schichten und die Kontaktflächen trägt, mit denen die äußeren Anschlußelemente stoffschlüssig verbunden sind, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß durch eine Kontaktfläche (4) und die Trägerfolie (i) hindurch Ausnehmungen (7) angebracht sind, durch welche je ein Anschlußelement (6) hindurchgeführt ist, daß diese Ausnehmungen (7) annähernd den selben Querschnitt besitzen, wie das Anschlußelement (6), daß in der Deckfolie (3) größere Ausnehmungen (8) angebracht sind, welche über den Ausnehmungen (7) in der Trägerfolie (1) liegen, und daß das Anschlußelement (6) im Bereich dieser größeren Ausnehmungen (8) mit der Kontaktfläche (4) elektrisch leitend verbunden ist.
2. 2. Folienschaltung nach-Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Trägerfolie und die Deckfolie aus tauchlötfähigern Kunststoff, die Anschlußelemente und die Kontaktflächen aber aus lötfähiges Metall bestehen und daß die Anschlußelemente auf die Kontaktflächen aufgelötet sind.
3. 3. Folienschaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Netzwerk als elektrisch leitfähige Schichten zwei Nickelschichten enthält und einen restistiven Füllstandsmesser darstellt und daß die Deckfolie (3) und die Trägerfolie (i) aus einem Kunststoff bestehen, welcher von der zu messenden Flüssigkeit nicht angelöst wird.
4. 4. Folienschaltung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Deckfolien und die Trägerfolien aus Polyimid bestehen.
5. 5. Verfahren zur Herstellung eines Netzwerkes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die folgende Reihenfolge von Verfahrensschritten: a) Beschichtung einer Trägerfolie mit Mustern elektrisch leitfähiger Schichten, weiche Kontaktflächen enthalten, b? Anbringen von Ausnehmungen durch die Kontaktflächen und die darunterliegende:Trägerfolie hindurch, wobei der Querschnitt dieser Ausnehmungen in etwa dem Querschnitt der anzubringenden Anschlußelemente entspricht, c) Zusammenführen der beschichteten und gelochten Trägerfolie mit einer Deckfolie, -d)-während des Zusammenführens wird die Lage jeder Ausnehmung in der Trägerfolie automatisch abgetastet und an der entsprechenden, über der Ausnehmung zu liegen kommenden Stelle der Deckfolie eine Ausnehmung mit größerem Querschnitt angebracht, e) die Deckfolie wird auf die Trägerfolie aufkaschiert, £) die Anschlußelemente werden in die Ausnehmungen eingesteckt, g) die Anschlußelemente werden mit den Kontaktflächen im Bereich der Ausnehmung elektrisch leitend und zumindest mit der Trägerfolie mechanisch fest verbunden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Kontaktflächen aus Metall gebildet werden und daß die Verbindung zu den Anschlußelementen durch Löten erfolgt.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Anschlußelement ein Draht eingeführt und daß die große Ausnehmung in der Deckfolie als Langloch ausgebildet wird.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, d a -d u r c h ge k e n n z e i c h n e t , daß die Trägerfolie und die Deckfolie aus lötfähigem Kunststoff bestehen und daß die Anschlußelemente durch Schwallöten oder Tauchlöten befestigt werden.
9. 9. Verfahren nach Ans#pruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß als Trägerfolie und als Deckfolie Palytatrafluorä;thylenfolln verwendet werden und daß auf die Trägerfolie zunächst eine Haftschicht durch Kathodenzerstäubung aufgebracht und dann die elektrisch leitende Schicht und die Kontaktflächen aufgedampft werden.