DE4405919A1 - Mit galvanisierten , untereinander über Stanzgitter verbundenen Anschlüssen versehene elektrische Baugruppe sowie Herstellungsverfahren hierzu - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Baugruppe mit elektrischen Anschlüssen, welche mit einer leitenden Oberflächenschicht versehen sind. Die elektrischen Anschlüsse sind untereinander durch Leiterbahnen verbunden, welche aus einem Blech ausgestanzt sind. Die Herstellung derartiger sogen. Stanzgitter ist vergleichsweise einfach und es können erhebliche Ströme über deren Leiterbahnen übertragen werden.

Ein derartiges Stanzgitter ist beispielsweise aus der EP-PS 456 887 bekannt. Diese Enden einiger Leiterbahnen des Stanzgitters bilden dabei Aufnahmekontakte für Anschlußdrähte von elektrischen Bauteilen oder Verbindungsleitungen.

Weiterhin ist es bekannt, die Enden der Leiterbahnen ggf. aus der Ebene der Stanzgitter abzuknicken und diese direkt als Steckanschlüsse zu verwenden.

Vielfach wird nun gefordert, daß diese Anschlüsse eine gut leitende Oberfläche besitzen, etwa eine verzinnte, versilberte oder vergoldete Kontaktfläche, wobei aus Kostengründen vielfach eine verzinnte Oberfläche zu bevorzugen ist.

Es sind weiterhin Vorschläge gemacht worden, die Anschlüsse formenden Enden der Stanzgitter mit einer gut leitenden galvanischen Oberfläche zu versehen und danach das Stanzgitter in das elektrische Bauteil einzuformen. Durch diese galvanische Oberfläche werden sowohl gute Lötverbindungen beim Verlöten der Leiterbahnen des Stanzgitters untereinander als auch gut leitende elektrische Steckverbindungen erreicht, wenn auf dem versilberten oder vergoldeten Steckerstift ein Stecker aufgesteckt wird.

Allerdings hat sich gezeigt, daß das örtliche Galvanisieren der Stanzgitter sehr aufwendig ist, da hierzu spezielle Vorrichtungen gebaut werden müssen, um zu erreichen, daß das Stanzgitter nur an den vorbestimmten Stellen mit einem galvanischen Überzug versehen wird.

Es sind weiterhin Überlegungen dahingehend angestellt worden, das gesamte Stanzgitter aus einem mit einer versilberten Oberfläche versehenen Blech herzustellen, so daß eine gezielte Galvanisierung des Stanzblechs nicht mehr notwendig ist. Derartige Bleche sind aber relativ teuer und außerdem liegt an den Schnittkanten keine Kontaktfläche vor. Weiterhin sind durchgehend versilberte Messingbänder nicht in den oft erheblichen Abmessungen erhältlich, wie sie bei umfangreichen Stanzgittern benötigt werden.

Die Erfindung geht daher aus von einem elektrischen Bauteil der sich aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ergebenden Gattung.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung einer derartigen Baugruppe zu vereinfachen und zu verbilligen.

Die Aufgabe wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalskombination gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, erst das Stanzgitter nach einer geeigneten Verformung mit Kunststoff zu umgießen und danach die abstehenden als Anschlußkontakte dienenden Enden mit einem galvanischen Überzug zu versehen. Erfindungsgemäß wird für das Stanzgitter ein einfaches Stahlblech verwendet, welches in den vielfältigsten Größen im Handel bezogen werden kann.

Der Vorteil der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß nur die elektrischen Anschlüsse der Baugruppe mit einer leitenden Schicht galvanisch überzogen werden. Dabei schützt der das Stanzgitter umgebende Kunststoff die vergossenen Bereiche des Stanzgitters vor einer Beschichtung und sorgt gleichzeitig für eine Lagestabilisierung der Leiterbahnen des Stanzgitters bei der galvanischen Bearbeitung. Das verwendete Stahlblech, Messingblech oder verzinnte Kupferblech ist preiswert erhältlich und läßt sich durch Stanzen gut bearbeiten. Auf diese Weise kann auch der Galvanikprozeß vereinfacht werden, indem die Baugruppe mit Anschlüssen voll in das Galvanikbad eingetaucht werden kann, wobei gleichzeitig die Aufnahme des Kontaktmaterials (Zinn, Silber, Gold) nur an den Anschlüssen geschieht, was den Prozeß weiter verbilligt.

In vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens empfiehlt sich die Anwendung der Merkmale nach Anspruch 2. Dabei werden vor dem Vergießen zwei oder mehr zueinander ausgerichtete Stanzgitter in die Gießform gebracht und gemeinsam vergossen. Der Erfolg besteht im wesentlichen darin, daß zwei Stanzgitterschichten nun nur noch drei Kunststofflagen benötigen (eine Zwischenschicht und zwei Außenschichten) und die Leiterbahnen des Stanzgitters durch den umgebenden Kunststoff gut gegeneinander fixiert sind.

Um aneinander angrenzende oder sich überschneidende Leiterbahnen in einfacher Weise nach dem Kontaktieren der Anschlüsse auftrennen zu können, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 3. Das Auftrennen der Leiterbahnen kann aber auch mit Erfolg nach dem Umspritzen mit Kunststoff und noch vor dem Aufgalvanisieren der Kontaktschichten geschehen. Im Rahmen der Erfindung ist es aber auch möglich, die Leiterbahnen mit Hilfe von Durchgangslöchern durch die elektrische Baugruppe aufzutrennen, die durch die Kunststoffschichten und die aufzutrennenden Leiterbahnen gebracht werden. Durch die in die freigelegten Blechteile eingebrachten durchgehenden Öffnungen wird auch verhindert, daß sich Galvanikreste an den andernfalls gebildeten Sacklöchern halten können.

Bei Anwendung der Merkmale nach Anspruch 3 ergibt sich, wie oben erwähnt, der zusätzliche Vorteil, daß die freiliegenden Leiterbahnbereiche in einfacher Weise, z. B. durch Stanzen, aufgeschnitten werden können. Durch die Ausnehmungen im Kunststoff kann keine Galvanikflüssigkeit in die Zwischenschichten zwischen den Stanzgittern gelangen, da diese voll mit Kunststoff ausgefüllt sind.

Die Merkmalskombination nach Anspruch 3 schafft weiterhin die Möglichkeit, zu verschiedenen Stanzgitterebenen gehörende Leiterbahnen miteinander durch Anschlußstücke zu verbinden, die beispielsweise als zylinderförmige Drähte, gestufte Messingpfosten o. ä. ausgeführt sein können. Diese Pfosten werden danach mit dem frei liegenden Material der Leiterbahnen in geeigneter Weise elektrisch verbunden, beispielsweise durch Verlöten oder Verschweißen. (siehe Anspruch 4).

Die zuletzt genannten Verfahren lassen sich besonders vorteilhaft dann anwenden, wenn gemäß Fig. 5 mehrere übereinanderliegende Baugruppen über die einzelnen Baugruppen durchdringende Anschlußstücke miteinander verbunden sind. Man erhält so die Möglichkeit, mehrere übereinanderliegende Baugruppen, die wiederum mehrere übereinanderliegende Stanzgitter gemäß Anspruch 2 aufweisen können, miteinander elektrisch und mechanisch zu verbinden.

Um den Verbindungsvorgang zu unterstützen empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 6. Dabei werden nicht nur die Anschlußfahnen der Baugruppe, sondern auch die freiliegenden Anschlußbereiche des Stanzgitters mit einer leitenden Schicht versehen, die sich gut für Verbindungszwecke, wie Löten oder Schweißen, eignet.

Besonders vorteilhaft ist es für eine nach den o.g. Verfahren hergestellte Baugruppe, wenn die Merkmale nach Anspruch 7 angewendet werden. In diesem Falle wird das Stanzgitter aus einem verzinkten Stahlband hergestellt, welches einerseits sehr preiswert ist, sich andererseits aber auch gut für eine Lötverbindung (Flammenlöten) eignet. Soweit eine derartige Baugruppe mehrere übereinanderliegende Stanzgitter aufweist, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 8, wodurch das Vergießen der Baugruppe stark erleichtert wird. Hierbei werden Leiterbahnen aus der Ebene des zugehörigen Stanzgitters herausgeführt und mit Leiterbahnen eines benachbarten oder noch weiter entfernt liegenden Stanzgitters, beispielsweise durch Schweißen oder Löten, miteinander verbunden. Man erhält somit ein relativ starres Gerüst von gegeneinander fixierten Stanzgittern, welches mit Kunststoff ausgefüllt und somit dauerhaft fixiert wird. Zusätzliche Verbindungen oder Trennstellen zwischen den Leiterbahnen lassen sich auf die schon oben beschriebene Weise gewinnen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 eine elektrische Baugruppe mit einem einzelnen Stanzgitter und

Fig. 2 eine elektrische Baugruppe mit zwei übereinander angeordneten Stanzgittern.

In Fig. 1 ist ein Stanzgitter 1 im Querschnitt gezeigt, das in der nicht gezeigten Draufsicht aus einer Vielzahl von abschnittsweise zueinander parallel laufenden Leiterbahnen gebildet ist. Eine derartige Leiterbahn 2 ist in Fig. 1 im Schnitt gezeigt. Die Enden dieser Leiterbahnen sind beispielsweise als Kontaktstifte 3, 4 aus der erfindungsgemäßen elektrischen Baugruppe herausgeführt. Selbstverständlich können noch mehr als die beiden gezeigten Kontaktstifte aus der Oberfläche der Baugruppe 5 herausragen, die dann zu anderen, zu der Leiterbahn 2 parallel in einer Ebene verlaufenden Leiterbahnen gehören, die aus dem Stanzgitter 1 herausgestanzt sind.

Für die Erfindung wichtig ist nun, daß das Stanzgitter 1 erst mit einer Kunststoffschicht 6 umformt wird und danach die Kontaktstifte 3 und 4 durch Galvanisieren mit einer gut leitenden Oberfläche, wie Zinn, Gold oder Silber, versehen werden, wie dies durch die Kontaktschichten 7 und 8 angedeutet ist.

Fig. 2 zeigt zwei übereinanderliegende Stanzgitter 10 und 11, die wiederum gemeinsam durch eine Kunststoffschicht 6 umschlossen sind und deren Kontaktstifte 12 bis 15 mit Kontaktschichten 16 bis 19 umgeben sind. Dabei können in den Kunststoff beim Gießen bzw. Spritzen Ausnehmungen 20 eingeformt sein, in denen die Kontaktbahn 10 freiliegt. In Höhe dieser frei liegenden Kontaktbahn kann diese beispielsweise durch ein Stanzvorgang aufgetrennt werden. Es können aber auch die Leiterbahnen durchdringende Anschlußstücke vorgesehen sein, welche einen zusätzlichen Anschluß zu der Leiterbahn schaffen oder mehrere übereinanderliegende Leiterbahnen miteinander verbinden. Dies geschieht dadurch, daß man das Anschlußstück mit den entsprechenden Leiterbahnen elektrisch, beispielsweise durch Löten oder Schweißen, verbindet.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung einer mindestens ein in Kunststoff eingebettetes Stanzgitter sowie von der Baugruppe abstehende, einstückig mit dem Stanzgitter verbundene Anschlüsse aufweisenden elektrischen Baugruppe, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Stahlblech bestehende Stanzgitter (1) in eine Gießform eingebracht und dann mit Kunststoff (5) umgossen wird und daß auf die von der Baugruppe (5) abstehenden Anschlüsse (3, 4) danach galvanisch eine elektrisch leitende Schicht (7, 8) aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei übereinander angeordnete Stanzgitter (10, 11) zueinander ausgerichtet in die Gießform gebracht und gemeinsam vergossen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kunststoffumkleidung um das bzw. oder die Stanzgitter bis zu diesem reichende Ausnehmungen (20) vorgesehen sind, in denen wahlweise Anschlußbereiche des Stanzgitters (10, 11) freiliegen und die Anschlußbereiche vorzugsweise mit durchgehenden Öffnungen versehen sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß senkrecht zu den Stanzgittern verlaufende, die Baugruppe durchdringende Anschlußstücke in die Baugruppe eingefügt und danach mit den frei liegenden Anschlußbereichen des Stanzgitters (10, 11) verbunden, insbesondere verlötet oder verschweißt werden.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere übereinanderliegende Baugruppen über die Baugruppen durchdringende Anschlußstücke miteinander verbunden sind.

6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußbereiche während des Galvanisierens mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen werden.

7. Baugruppe, hergestellt nach einem der vorangegangenen Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß das Stanzgitter aus einem verzinkten Stahlband gebildet ist.

8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzgitter durch die verschiedenen Gitterebenen durchdringende und mit den Leiterbahnen anderer Stanzgitter miteinander verbundene Leiterbahnen dauerhaft miteinander verbunden sind, so daß die Stanzgitter ein räumliches Geflecht bilden, welches danach mit Kunststoff umgossen wird.

9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen nach dem Vergießen an geeigneten Stellen, vorzugsweise durch Ausstanzen, aufgetrennt werden.

10. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere übereinandergeordnete Stanzgitter (10, 11) aus verzinktem Stahlblech einstückig miteinander vergossen und die Oberfläche der Baugruppe weitgehend durch Kunststoff abgedeckt ist und daß die als Steckerstifte von der Baugruppe abstehenden, einstückig mit den Stanzgittern verbundene Anschlüsse (14, 15) mit einer leitenden, aufgalvanisierten Schicht (18, 19), vorzugsweise Zinn oder Silber, versehen sind.