DE3937089A1 - Elektrischer anschluss fuer folienleiter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektri­ schen Anschluß zur Verbindung mit einer leitfähigen Folie sowie auf ein Verfahren zur Herstellung der Verbindung.

Die intensive Verwendung von leitfähiger Folie oder sehr dünnen Metallblechelementen als elektrischer Leiter für elektronische Bauteile und Miniaturbauteile wird durch die Tatsache kompliziert, daß es schwierig ist, die Folie mit anderen elektrischen Leitern zu verbinden. Durch die Zerbrechlichkeit der Folie besteht bei der Befestigung der Folie an einem Draht oder einem Bauteil die Tendenz, daß entweder die Folie zerreißt oder eine fehlerhafte Verbindung hergestellt wird.

Im Stand der Technik hat man versucht, dieses Problem zu überwinden und dafür viele Anläufe unternommen, wie dies zum Beispiel in den US-Patenten 31 38 658, 32 47 316, 35 04 101 sowie 35 41 227 zu sehen ist. Bei jeder der vorstehend genannten Schriften erfolgt der elektrische Kontakt zwischen dem elektrischen Anschluß und dem Fo­ lienleiter durch einen Dorn, der den Folienleiter durch­ dringt, um mit einem planaren Bereich des Leiters so­ wie mit den Seitenkanten des Folienleiters, die abge­ schert wurden, Kontakt herzustellen.

Da die Stromleitfähigkeit einer solchen elektrischen Verbindung abhängig ist von der Kontaktfläche, die zwi­ schen dem elektrischen Anschluß und dem Folienleiter ge­ bildet wird, können die den Folienleiter als primäre elektrische Verbindung durchdringenden Kontakte nur einen begrenzten, geringen Strom führen, da die Folie so zerbrechlich ist, daß sie nur in einem begrenzten Ausmaß durchbohrt bzw. mit einer begrenzten Anzahl von Löchern versehen werden kann.

Bei in jüngerer Zeit ausgeführten Veränderungen hin­ sichtlich der Verwendung von Folienleitern als elektri­ sche Leiter wurde außerdem eine leitfähige Paste oder Plattierung auf einer Seite des Leiters vorgesehen. Da­ durch wurden die vorstehend genannten Anschlüsse für diese Anwendungen unverwendbar.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines elektrischen Anschlusses, bei dem die Verbindung mit der leitfähigen Folie sowie auch die durch diese Verbindung erzielbare Stromleitfähigkeit verbessert sind. Außerdem soll auch ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbindung ge­ schaffen werden.

Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe ergeben sich aus den Kennzeichen der Ansprüche 1 und 3.

Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Er­ findung ist ein elektrischer Anschluß geschaffen, bei dem der primäre elektrische Kontakt nicht durch Durch­ dringen des elektrischen Folienleiters hergestellt wird.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist die Stromleitfähigkeit der erfindungsgemäßen elektri­ schen Verbindung im Vergleich zum eingangs genannten Stand der Technik erhöht.

Gemäß einem zusätzlichen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrischer Anschluß geschaffen, der sich mit einem Folienleiter elektrisch verbinden läßt, auf dessen einer Seite sich eine Silberbeschichtung befindet.

Die vorliegende Erfindung schafft einen elektrischen Anschluß mit einem planaren Basiselement, das damit einstückig ausgebildete aneinandergrenzende Arme auf­ weist, die eine obere Oberfläche des planaren Basis­ elements überlappen, wobei sich Zungen bzw. Dorne von den Kanten der Arme wegerstrecken. In dem planaren Basiselement sind Fensterbereiche unterhalb der Dorne vorgesehen, durch die hindurch die Dorne aufnehmbar sind. Außerdem besitzt das planare Basiselement eine Mehrzahl aufragender Vorsprünge. Auf diese Weise ist ein Folienleiter in dem elektrischen Kontakt derart angeschlossen, daß sich die Dorne durch die Fenster in dem planaren Basiselement hindurcherstrecken, um den Folienleiter in elektrischem Kontakt mit den Vorsprüngen an dem planaren Basiselement zu halten.

Die vorstehend beschriebene elektrische Verbindung wird durch folgende Schritte hergestellt:
Plazieren eines Folienleiters auf einer Innenfläche des planaren Basiselements unterhalb der Dorne;
Bewegen der Arme nach unten auf den Folienleiter hinauf, und zwar derart, daß die Dorne an den Armen den Folien­ leiter durchdringen und sich durch die Fenster hindurch­ erstrecken;
Zurückfalten der Arme auf die Außenfläche des planaren Basiselements;
Anordnen des elektrischen Anschlusses und des Folien­ leiters zwischen einer oberen und einer unteren Präge­ einrichtung, wobei eine der Prägeeinrichtungen eine Mehrzahl von nach oben ragenden Vorsprüngen besitzt; und
Zusammendrücken der beiden Prägeeinrichtungen zum Ver­ formen der Außenfläche des elektrischen Anschlusses, um dadurch Vorsprünge auf einer Innenfläche des elektri­ schen Anschlusses zu erzeugen, die in den Folienleiter hineinragen bzw. sich in diesen hineindrücken.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels noch näher er­ läutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines elektrischen Anschlusses, der einen Crimpkontakt zur Ver­ bindung mit einem Folienleiter aufweist;

Fig. 1A und 1B alternative Ausführungsformen der Fig. 1 un­ ter Darstellung verschiedener Kontakte und Leiter, die mit dem Crimpkontakt der Fig. 1 kombinierbar sind;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Crimpkontakt gemäß der vorliegenden Erfindung von oben;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linien 4-4 der Fig. 2;

Fig. 5A eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht des elektrischen Anschlusses mit dem in Po­ sition gebrachten Folienleiter;

Fig. 5B eine Endansicht des elektrischen Anschlus­ ses mit dem in Position gebrachten Folien­ leiter;

Fig. 6A eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht unter Darstellung der Dorne des Crimpbereichs, die durch den Folienleiter hindurchgehen;

Fig. 6B eine Endansicht des elektrischen Anschlus­ ses mit den sich durch den Folienleiter hin­ durcherstreckenden Dornen;

Fig. 7A eine Seitenansicht des elektrischen Anschlus­ ses zwischen einem oberen und einem unteren Prägestempel;

Fig. 7B eine Endansicht unter Darstellung des elektri­ schen Anschlusses zwischen dem oberen und dem unteren Prägestempel;

Fig. 8A eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht unter Darstellung der fertigen elektrischen Verbindung zwischen dem elektrischen Anschluß und dem Folienleiter; und

Fig. 8B eine Endansicht unter Darstellung der elektri­ schen Verbindung zwischen dem elektrischen An­ schluß und dem Folienleiter.

Wie zuerst unter Bezugnahme auf Fig. 1 zu sehen ist, be­ inhaltet der elektrische Anschluß 2 gemäß der vorliegen­ den Erfindung einen Foliencrimpkontaktbereich 4 sowie ein weiteres Kontaktelement 6. Der in Fig. 1 gezeigte elek­ trische Anschluß 2 dient zur elektrischen Verbindung mit einem Folienleiter, wie er bei dem Bezugszeichen 100 dargestellt ist. Die Fig. 1A und 1B zeigen alterna­ tive Kontaktelemente, die über einen Halsbereich 16 mit dem Crimpkontaktbereich einstückig verbunden sein könn­ ten und bei denen es sich um ein federnd nachgiebiges Kontaktelement, wie es bei dem Bezugszeichen 6 A in Fig. 1A gezeigt ist, oder aber um einen Flachstecker, wie er bei dem Bezugszeichen 6 B in Fig. 1B dargestellt ist, handeln kann. Unter Bezugnahme auf die Fig. 2-4 wird nunmehr der erfindungsgemäße elektrische Anschluß aus­ führlicher beschrieben.

Der elektrische Anschluß umfaßt im großen und ganzen einen planaren Basisbereich 8 mit einer Innenfläche 10 und einer Außenfläche 12. Zwei Öffnungen oder Fen­ ster 14 erstrecken sich durch den planaren Basisbe­ reich hindurch, wie dies am besten in Fig. 2 gezeigt ist. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind zwei Armteile 20 mit dem planaren Basisbereich einstückig ausgebildet und in gegenläufiger Richtung derart umgebogen, daß sie sich in Richtung auf die Mittelachse des Anschlus­ ses sowie über die Innenfläche 10 des planaren Basis­ bereichs erstrecken. Jeder der Arme 20 besitzt eine Innenfläche 22 und eine Außenfläche 24. Zwei Zungen 30 erstrecken sich von jeder Innenkante 34 der Arme weg sowie über den Öffnungen 14 in dem planaren Ba­ siselement 8.

Zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Anschluß 2 der vorliegenden Erfindung und einem Folienleiter 100 wird die Aufmerksamkeit gerichtet auf die Abfolge der Fig. 5A bis 8B. Die Fig. 5A und 5B zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Endansicht des einen Folienleiter tragenden elektrischen Anschlus­ ses vor dem Anschließvorgang. Nachdem der Folienlei­ ter innerhalb des Crimpbereichs 4 korrekt positioniert ist, werden die Arme 20 jeweils nach unten verbracht, bis die Innenflächen 22 der Arme mit der oberen Ober­ fläche des Folienleiters 100 in Berührung sind. Da­ durch wird jeder der Zungenbereiche 30 dazu veranlaßt, den Folienleiter zu durchdringen, so daß sie unten aus den Fenstern 14 herausragen. Die Zungen werden dann derart auseinandergespreizt, daß sie flach an der Außenfläche 12 des planaren Basisbereichs 8 anliegen. Der elektrische Anschluß wird dann zwischen einen oberen und einen unteren Prägestempel 200 bzw. 300 plaziert, wobei der obere Prägestempel eine konkave Oberfläche 202 und der untere Prägestempel 300 eine komplementäre, konvexe Oberfläche 302 aufweist. Die untere konvexe Oberfläche 302 beinhaltet eine Mehr­ zahl nach oben wegstehender Vorsprünge 304. Wenn der Crimpbereich 4 in den beiden Prägestempeln 200 und 300 bearbeitet wird, nimmt der Crimpbereich eine bogenför­ mig gekrümmte Gestalt an, wie dies in Fig. 8B gezeigt ist. Außerdem verursachen die nach oben wegstehenden Vorsprünge 304 an dem unteren Prägestempel 300 eine Vielzahl von Vertiefungen bzw. Eindrückungen 16 in der Unterseite des planaren Basiselements, wodurch wiede­ rum eine entsprechende Anzahl nach innen gerichteter Vorsprünge 18 gebildet werden, die sich von der In­ nenfläche 10 des planaren Basiselements nach oben er­ strecken. Jeder der sich nach oben erstreckenden Vor­ sprünge befindet sich in elektrischem Kontakt mit dem Folienleiter.

Der Crimpbereich des elektrischen Anschlusses nimmt eine bogenförmig gekrümmte Gestalt an, wenn er durch die beiden Prägestempel 200 und 300 geformt wird. Die Prägestempel besitzen eine bogenförmig gekrümm­ te Gestalt, um der Crimpzone mehr Stabilität zu ge­ ben und die federnde Nachgiebigkeit des Materials des Anschlusses auszugleichen. Durch diese bogenförmig gekrümmte Gestalt des Crimpbereichs wird die Silber­ plattierung oder Paste des Folienleiters 100 in en­ gem Kontakt mit den Vorsprüngen 18 gehalten.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die primäre elektri­ sche Verbindung zwischen dem elektrischen Anschluß und dem Folienleiter zwischen den Vorsprüngen 18 und der Unterseite des Folienleiters stattfindet. Der Folienleiter wird zwar von den Zungen 30 durch­ drungen, doch halten diese Zungen den elektrischen Anschluß nur in seinem angschlossenen Zustand. Sie bilden nicht die primäre elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Anschluß und dem Folien­ leiter 100. Da der elektrische Anschluß keine Viel­ zahl von den Folienleiter durchdringenden Durchstoß­ elementen beinhaltet, sondern statt dessen eine Vielzahl nach oben wegstehender Vorsprünge zur Herstellung der primären elektrischen Verbindung mit dem Folienleiter verwendet, ist die Kontakt­ fläche zwischen dem elektrischen Anschluß und dem Folienleiter erhöht. Man hat festgestellt, daß un­ ter Verwendung des elektrischen Anschlusses und des vorstehend erläuterten Crimpverfahrens sowie bei Verwendung eines aus einer Kupfer-Zinn-Legie­ rung hergestellten Anschlusses der elektrische Anschluß einen Strom von 6 Ampere führen kann, was im Vergleich zu dem möglichen Strom bei derarti­ gen Anschlüssen des Standes der Technik eine be­ trächtliche Steigerung darstellt.

Claims (6)

1. Elektrischer Anschluß (2) zur elektrischen Verbindung mit einem dünnen leitfähigen Element (100), wobei der elektrische Anschluß (2) einen planaren Ba­ sisbereich (8) zur Positionierung in Nachbarschaft des leitfähigen Elementes (100) sowie Dorne (30) aufweist, die das leitfähgie Element (100) durchdringen, dadurch gekennzeichnet, daß der planare Basisbereich (8) zwei Arme (20) auf­ weist, die mit Seitenkanten des planaren Basisbereichs (8) einstückig ausgebildet sind und sich nach oben so­ wie über eine obere Oberfläche des planaren Basisbe­ reichs (8) erstrecken, daß die Dorne (30) mit Enden der Arme (20) einstückig ausgebildet sind und sich nach unten in Richtung auf die obere Oberfläche des planaren Basisbereichs (8) erstrecken, und daß sich jeder Arm (20) in einer ungebogenen Position in einem Winkel relativ zu dem planaren Basisbereich (8) erstreckt und die Arme (20) in eine Position biegbar sind, in der sie in zusammenwirkender Weise über dem planaren Basisbereich (8) liegen und mit dem leitfähgien Ele­ ment (100) in leitfähigem Eingriff stehen.

2. Anschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der planare Basisbereich (8) eine sich durch diesen hindurcherstreckende Öffnung (14) aufweist, die mittig in diesem vorgesehen sowie derart ausgebildet ist, daß sie die Dorne (30) in sich durch die Öffnung (14) hin­ durcherstreckender Weise aufnimmt, wenn sich die Arme (20) in ihrer umgebogenen Position befinden.

3. Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Ver­ bindung mit einem Anschluß gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Plazieren eines dünnen leitfähigen Elements (100) in dem elektrischen Anschluß (2) über dem planaren Basis­ bereich (8) und unter den Dornen (30),
Biegen der Arme (20) in Richtung auf den planaren Ba­ sisbereich (8), bis die Dorne (30) das leitfähige Ele­ ment (100) durchdringen und sich durch die Öffnung (14) hindurcherstrecken.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne (3) in Richtung auf die Seitenkanten des planaren Basisbereichs (8) nach außen gefaltet werden, so daß die Arme (20) mit dem leitfähigen Element (100) in Kontakt gehalten bleiben.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der planare Basisbereich (8) in Richtung seiner Brei­ te in bogenförmig gekrümmter Weise verformt wird und da­ durch die obere Oberfläche des planaren Basisbereichs (8) sowie die Innenfläche der Arme (20) in Drückeingriff mit dem leitfähigen Element (100) bewegt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Anschluß (2) und das leitfähige Ele­ ment (100) zwischen einer oberen und einer unteren Prä­ geeinrichtung (200, 300) angeordnet werden, wobei die eine Prägeeinrichtung (200, 300) eine Mehrzahl von Vor­ sprüngen (304) aufweist, und daß die beiden Prägeein­ richtungen (200, 300) derart zusammengedrückt werden, daß sie die Außenfläche des elektrischen Anschlusses (2) verformen und an einer Innenfläche (10) des elektri­ schen Anschlusses Vorsprünge (18) gebildet werden, die in das leitfähige Element (100) hineinragen.