EP0959528A2 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Crimpverbindung - Google Patents

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EP0959528A2
EP0959528A2 EP99100425A EP99100425A EP0959528A2 EP 0959528 A2 EP0959528 A2 EP 0959528A2 EP 99100425 A EP99100425 A EP 99100425A EP 99100425 A EP99100425 A EP 99100425A EP 0959528 A2 EP0959528 A2 EP 0959528A2
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EP
European Patent Office
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contact pins
connection
conductor tracks
tabs
crimp
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EP99100425A
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English (en)
French (fr)
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EP0959528B1 (de
EP0959528A3 (de
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Bernd Taubitz
Willi Kuehn
Reinhold Dr. Danner
Hartmut Zoebl
Andreas Abbing
Thomas Sutter
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/10—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation
    • H01R4/18—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
    • H01R4/20—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping using a crimping sleeve
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R4/10—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation
    • H01R4/18—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
    • H01R4/187—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping combined with soldering or welding

Definitions

  • the invention relates to a device with a tightly integrated in a housing packed electronics, contact pins assigned to the housing and a large number of current conductors for electrical connection, each with a contact pin, the Contact pins due to the high packing density of the electronics with a short distance are arranged side by side and a non-releasable connection between the contact pin and the associated conductor is provided.
  • the invention also relates to a method of making a non-detachable connection for this device.
  • Each conductor then has one at a junction Contact pin bent crimp contact and is at the connection point with crimped this contact pin.
  • the contact pins of the device can be in single, double or multiple rows, in particular be arranged at a distance of one to two millimeters from one another.
  • the crimping method according to the invention particularly preferably applicable.
  • Current conductors can be arranged at the ends Crimp contacts advantageous in one operation compared to the contact pin rows aligned, assembled with them and in a further step be crimped simultaneously.
  • the end crimp contacts of the current conductors have two at the connection point Tabs protruding from the side of the conductor.
  • the two tabs protruding to the side are preferably punched from a lead frame and can be V-shaped be, i.e. be bent upwards on the side of the contact pin if the contact pin is assembled with the crimp contacts.
  • the two above Tabs serve on the one hand to improve the crimp connection and on the other hand as a joining aid when assembling the large number of contact pins with the assigned ones Conductors.
  • the laterally protruding tabs are preferably designed as offset triangular tabs and their diagonally running edges lie in the crimped state at a short distance from each other.
  • the triangular tabs can be easily Punch out of a sheet metal material without major material loss.
  • the triangular shape the tab leads to a particularly advantageous crimp contact for the invention simultaneous connection technology.
  • the crimp contacts point across the connection direction, i.e. to the longitudinal direction of the Contact pins, running notches.
  • the notches in the tabs of the Crimp contacts increase the holding forces at the connection points under tensile loads.
  • the current conductors are formed by a lead frame.
  • the tabs on the crimp contacts can also be removed the same lead frame material can advantageously be punched out. Let it this way punch out many conductors with crimp contacts from a sheet by punching them out, in particular lateral tabs of the crimp contacts laterally bendable are. Because of the triangular brackets, in particular Crimp contacts can also relieve strain on the lead frames without loss of material arise when the lead frames are bent in sections and run diagonally according to the diagonal tab edge next to it.
  • strain relief can be provided, particularly in close proximity in rows arranged lead frames by lowering the conductor tracks compared to Stamped grid level take place.
  • the conductor tracks can also be in one Direction parallel to the lead frame plane so that it meanders Running stamped grid conductor tracks are created.
  • About the strain relief in the Punched wire tracks can be found on the insert or in the bushings Form compensation elements. This allows the electronic connections to be powerful be decoupled.
  • the leadframe conductor tracks are especially with curved crimp contacts and to the contact pins suitable positions and distances prefabricated. This is after aligning of the lead frames multiple crimp connections with a single simultaneous Operation can be created.
  • multipole electronics can be used or a connector, preferably by crimping all connections at one Connect the lead frame.
  • the crimp connection technique can preferably be automated and other components can be easily integrated at low cost, for example the connection of a plug to the same lead frame.
  • the object of the present invention is also achieved by the production method a crimp connection according to claim 11 solved.
  • the following process steps are involved provided: punching out conductor tracks for electrical connection of contact pins of a housing with external electronics; if necessary, provision of side tabs at the junctions of the conductor tracks; possibly Forming, embossing or bending the side flaps as joining aids for Positioning the conductor tracks relative to the contact pins; Merging of Conductor tracks and assigned contact pins; simultaneous crimping of several Crimp contacts in one step.
  • the method according to the invention also already has in connection with the Device mentioned advantages according to the invention and is particularly suitable for automation to create permanent connections for a large number of contact pins on a housing with highly integrated electronics.
  • the crimp contacts can be made by stamping the tabs in one piece with the conductor tracks from the lead frame. This creates both Crimp contacts and conductor tracks in one step from a stamped sheet.
  • the conductor tracks are preferably angled to form a strain relief.
  • the strain relief is formed by shaping compensating elements, in particular in the section between two adjacent conductor tracks.
  • the conductor tracks near the housing angled and a respective trace is between two neighboring ones Conductor tracks lowered in sections.
  • this allows the insulation distance be enlarged or an even higher contact pin density, for example at the Underside of a processor housing.
  • the conductor tracks in the vicinity of the connection point are preferably angled. In the case of multi-row and staggered contact pins, this can kink of a respective current conductor in a plane parallel to the bottom of the housing take place so that all conductors in a single lead frame level from the side Housing can be carried away.
  • solder connection By partial plating or coating with a solder material, for example by tin plating and subsequent simultaneous heating of the connection points, can add a solder connection in addition to the crimp connection be generated.
  • the plated tin melts with preferably tin-plated Electronics connections. This results in increased media resistance and improved current carrying capacity.
  • Figure 1 shows a housing 1 with a plurality of arranged on the underside 2 Contact pins 3.
  • there are twenty contact pins 3 each separated from one another Areas 4 and 5 arranged.
  • the contact pins 3 are in each area 4, 5 arranged in two staggered rows.
  • a contact pin 6 adjacent Row is centered in the longitudinal direction between two side by side Contact pins 7 and 8 arranged. This way the distance between the neighboring contact pins 6, 7, 8 maximized.
  • the housing 1 contains complex control electronics for controlling a Motor vehicle transmission. Since the housing 1 in the example is preferably directly in the transmission installed, it is designed as a metal housing.
  • the contact pins 3, 6, 7, 8 are embedded in individual round glass bushings 9 and are therefore hermetic tightly connected to the housing 1.
  • the end face outside the housing the contact pins 3, 6, 7, 8 are preferably flat, i. H. the wire of the Contact pins 3, 6, 7, 8 is just cut off.
  • the contact pins 3, 6, 7, 8 are for the process step of melting glass or bonding on the inside of the housing 1 preferably gold-plated on its surface. For the sake of simplicity the entire surface of the contact pins 3, 6, 7, 8 is gold-plated.
  • the device is the double-row and staggered contact pins 3rd so angled that the conductor tracks 10 in a parallel to the bottom 2 of the Housing arranged level.
  • the conductor tracks 10 are in the form of a flat and sectionally angled lead frame 11 is formed.
  • the conductor tracks 10, i.e. the lead frames are approximately 1.6 in the area of the contact pins 3 mm wide and their sheet thickness is about 0.4 mm.
  • On their neighbors to the Contact pins 3 arranged sides each have the conductor tracks 10 crimp contacts 12 on, with two lateral tabs 13 and bent around the contact pins 3 14 are provided.
  • the side tabs 13 and 14 can be used in the manufacture of Conductor tracks 10 are punched out of the metal sheet and during the connection process can be bent around the contact pins 3. After the conductor tracks 10 are connected to the respective contact pins 3, all crimp connections generated at the junctions 14 simultaneously.
  • Notches 16 and 17 are in the tabs 13 and 14 for absorbing tensile forces intended.
  • About kinks 18 and 19 are 10 in the conductor tracks
  • Lead frame 11 compensating elements 20 designed for relief. Get lost Portions of the conductor tracks 10 offset perpendicular to the plane of the lead frame 11.
  • strain relief can also result from that a conductor track 21 has a plurality of kinks 18 in which the conductor track 21 is deformed parallel to the plane of the lead frame 11.
  • the compensating elements 22 are small Loss of material can be punched out.
  • the tabs 13, 14 are before assembly bent up sideways. After joining contact pins 3 and Crimp contacts 12, 25, 26 is the crimp connection of several or all of them side by side arranged conductor tracks 10, 21 and the associated contact pins 3, 6, 7, 8 generated simultaneously.
  • connection points 15 By partial tin plating of the conductor tracks 10 of the lead frame and subsequently simultaneous application of a heat source at the connection points 15 an additional soldered connection can be generated at the connection points 15. That clad Tin melts with the tinned connections of the electronics. This gives improved media resistance and current carrying capacity.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer in einem Gehäuse (1) integrierten, dicht gepackten Elektronik, dem Gehäuse (1) zugeordneten Kontaktpins (3) und einer Vielzahl von Stromleitern (10, 11) zur elektrischen Verbindung mit jeweils einem Kontaktpin (3), wobei die Kontaktpins wegen der hohen Packungsdichte der Elektronik mit geringem Abstand nebeneinander angeordnet sind und jeweils eine nicht lösbare Verbindung zwischen Kontaktpin (3) und Stromleiter (10, 11) vorgesehen ist. Jeder Stromleiter (10, 11) weist an einer Verbindungsstelle (15) um jeweils einen Kontaktpin (3) gebogene Crimpkontakte (12) auf und ist an der Verbindungsstelle (15) mit diesem Kontaktpin (3) vercrimpt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer in einem Gehäuse integrierten, dicht gepackten Elektronik, dem Gehäuse zugeordneten Kontaktpins und einer Vielzahl von Stromleitern zur elektrischen Verbindung mit jeweils einem Kontaktpin, wobei die Kontaktpins wegen der hohen Packungsdichte der Elektronik mit geringem Abstand nebeneinander angeordnet sind und eine nicht lösbare Verbindung zwischen Kontaktpin und dem zugeordneten Stromleiter vorgesehen ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer nicht lösbaren Verbindung für diese Vorrichtung.
Es ist bekannt, hochintegrierte Steuerelektronik, beispielsweise in Form von Mikroprozessoren, in einen auf einer Leiterplatte angelöteten Sockel einzustecken. Wegen der dichtgepackten Elektronik sind an dem Gehäuse meist eine hohe Anzahl von Kontaktpins in Form von kleinen, am Gehäuse hervorstehenden Stiften angeordnet. Diese Stifte sind meist in ein bis drei Reihen, vorzugsweise versetzt, an der Unterseite des Gehäuses angeordnet. Jedoch ergeben sich bei der lösbaren Verbindungstechnik durch Einstecken des Gehäuses in den Sockel Kontaktierungsprobleme, insbesondere im Zusammenhang mit dem Einsatz der Elektronik in einer fluidumspülten Umgebung.
Außerdem ist bekannt, Gehäuse mit hochintegrierter Elektronik durch Bonden, Hot Stacking oder serielles Schweißen unlösbar mit einer Vielzahl von Stromleitern zu verbinden. Dabei ergeben sich sowohl Probleme mit der auftretenden Verbindungswärme, als auch Nachteile im Zusammenhang mit einer Automatisierung dadurch, daß jeder Kontaktpin sequentiell mit jeweils einem Stromleiter verbunden wird. Insbesondere bei Gehäusen mit einer Vielzahl von Kontaktpins entstehen dadurch hohe Kosten wegen des dabei erforderlichen Zeitaufwands, da jede Verbindung einzeln hergestellt werden muß. Außerdem bieten sich wegen der hohen Packungsdichte und der Vielzahl von mit geringem Abstand nebeneinander angeordneten Kontaktpins andere, konventionelle Verbindungstechniken beim Studium des bekannten Stands der Technik nicht an.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der beschriebenen Art derart weiter zu entwickeln, daß bei Gehäusen mit einer Vielzahl von eng nebeneinander angeordneten Kontaktpins mehrere unlösbare Verbindungen mit zugeordneten Stromleitern simultan erzeugbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Danach weist jeder Stromleiter einen an einer Verbindungsstelle um jeweils einen Kontaktpin gebogenen Crimpkontakt auf und ist an der Verbindungsstelle mit diesem Kontaktpin vercrimpt.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, daß bei elektronischen Steuergeräten, die in einem Gehäuse angeordnet sind, das im Bezug auf die Elektronik-Packungsdichte und Anzahl der Kontaktpins mit Mikroprozessorgehäusen vergleichbar ist, eine vorteilhafte nicht lösbare Verbindung zwischen den Kontaktpins und zugeordneten Stromleitern durch eine spezielle Crimptechnik möglich ist. Dabei kommt es insbesondere nicht zu Problemen in Bezug auf die Temperaturbeständigkeit der Verbindung und die Verbindung weist eine besonders hohe Schmelzfestigkeit auf. Durch die um den jeweiligen Kontaktpin gebogenen Crimpkontakte weist die Verbindung eine besonders hohe Stromtragfähigkeit auf. Durch die fortschreitende Miniaturisierung bei Maschinen, die die erfindungsgemäße Verbindungstechnik erzeugen, besteht nun der besondere Vorteil darin, mehrpolige elektrische Verbindungen gleichzeitig durch die spezielle, erfindungsgemäße Crimptechnik zu erzeugen. Dabei entsteht, beispielsweise gegenüber seriellem Schweißen, ein besonders kostengünstiger Prozeß.
Die Kontaktpins der Vorrichtung können in Einzel-, Doppel- oder Mehrfachreihen, insbesondere im Abstand von ein bis zwei Millimeter zueinander angeordnet sein. Gerade bei dieser hohen Dichte von Kontaktpins, beispielsweise an der Unterseite eines Gehäuses einer Steuerelektronik, ist das erfindungsgemäße Crimpverfahren besonders bevorzugt anwendbar. Dabei können Stromleiter mit den endseitig angeordneten Crimpkontakten vorteilhaft in einem Arbeitsgang gegenüber den Kontaktpinreihen ausgerichtet, mit diesen zusammengefügt und in einem weiteren Arbeitsgang simultan vercrimpt werden.
Die endseitigen Crimpkontakte der Stromleiter haben an der Verbindungsstelle zwei seitlich vom Stromleiter abstehende Laschen. Die beiden seitlich abstehenden Laschen werden bevorzugt aus einem Stanzgitter gestanzt und können V-förmig ausgebildet sein, d.h. seitlich am Kontaktpin nach oben gebogen sein, wenn der Kontaktpin mit den Crimpkontakten zusammengefügt ist. Die beiden seitlich vorstehenden Laschen dienen einerseits zur Verbesserung der Crimpverbindung und andererseits als Fügehilfe beim Zusammensetzen der Vielzahl von Kontaktpins mit den zugeordneten Stromleitern.
Bevorzugt sind die seitlich abstehenden Laschen als versetzte Dreieckslaschen ausgebildet und deren diagonal verlaufende Kanten liegen sich im vercrimpten Zustand mit geringem Abstand gegenüber. Die Dreieckslaschen lassen sich in einfacher Weise ohne großen Materialverlust aus einem Blechmaterial ausstanzen. Die Dreiecksform der Laschen führt zu einem besonders vorteilhaften Crimpkontakt für die erfindungsgemäße simultane Verbindungstechnik.
Die Crimpkontakte weisen quer zur Verbindungsrichtung, d.h. zur Längsrichtung der Kontaktpins, verlaufende Einkerbungen auf. Die Einkerbungen in den Laschen der Crimpkontakte erhöhen die Haltekräfte an den Verbindungsstellen bei Zugbelastung.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Stromleiter durch ein Stanzgitter gebildet. Auch die Laschen der Crimpkontakte können aus demselben Stanzgitter-Material vorteilhaft ausgestanzt sein. Auf diese Weise lassen sich aus einem Blech durch Ausstanzen viele Stromleiter mit Crimpkontakten ausstanzen, wobei insbesondere seitliche Laschen der Crimpkontakte seitlich hochbiegbar sind. Durch die insbesondere als versetzte Dreieckslaschen ausgebildeten Crimpkontakte können ohne Materialverlust auch Zugentlastungen der Stanzgitterbahnen entstehen, wenn die Stanzgitterbahnen abschnittsweise geknickt sind und entsprechend der daneben angeordneten diagonalen Laschenkante diagonal verlaufen.
Ferner kann eine Zugentlastung insbesondere bei dicht nebeneinander in Reihen angeordneten Stanzgitterbahnen durch Absenken der Leiterbahnen gegenüber der Stanzgitterebene erfolgen. Andererseits können die Leiterbahnen auch in einer Richtung parallel zur Stanzgitterebene verformt sein, so daß dabei mäanderartig verlaufende Stanzgitter-Leiterbahnen entstehen. Über die Zugentlastungen in den Stanzgitter-Leiterbahnen lassen sich am Einlegeteil oder in den Durchführungen Ausgleichselemente formen. Damit können die Elektronikanschlüsse kräftemäßig entkoppelt werden.
Insbesondere bei mehrreihigen Kontaktpins kann durch abwechselnde Absenkung der Stanzgitter-Leiterbahnen zwischen zwei benachbarten Crimpkontakten eine höhere Verbindungsdichte erzielbar sein. Andererseits ist eine Vergrößerung des Isolierabstandes zwischen den Crimpverbindungen möglich. Ferner kann die Dichte der nebeneinanderstehenden Kontaktpins soweit vergrößert werden, daß sogar ein Übergang von mehrlagigen zu einlagigen Stanzgittern möglich ist. Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Stanzgitter-Leiterbahnen, insbesondere mit gebogenen Crimpkontakten und zu den Kontaktpins passenden Positionen und Abständen vorgefertigt. Dadurch sind nach dem Ausrichten der Stanzgitterbahnen mehrere Crimpverbindungen mit einem einzigen simultanen Arbeitsgang erzeugbar. Auf diese Weise lassen sich eine vielpolige Elektronik oder ein Stecker durch gleichzeitiges Crimpen aller Anschlüsse vorzugsweise an einem Stanzgitter anschließen. Die Crimpverbindungstechnik ist bevorzugt automatisierbar und es lassen sich auf einfache Art weitere Komponenten kostengünstig integrieren, beispielsweise der Anschluß eines Steckers an demselben Stanzgitter.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch durch das Verfahren zur Herstellung einer Crimpverbindung nach Anspruch 11 gelöst. Dabei sind folgende Verfahrensschritte vorgesehen: Ausstanzen von Leiterbahnen zur elektrischen Verbindung von Kontaktpins eines Gehäuses mit externer Elektronik; gegebenenfalls Bereitstellung von seitlichen Laschen an den Verbindungsstellen der Leiterbahnen; gegebenenfalls Formen, Prägen oder Umbiegen der seitlichen Laschen als Fügehilfen beim Positionieren der Leiterbahnen gegenüber den Kontaktpins; Zusammenfügen von Leiterbahnen und zugeordneten Kontaktpins; gleichzeitiges Crimpen mehrerer Crimpkontakte in einem Arbeitsgang.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist die auch schon im Zusammenhang mit der Vorrichtung erwähnten erfindungsgemäßen Vorteile auf und eignet sich insbesonder für die Automatisierung zur Erzeugung unlösbarer Verbindungen bei einer Vielzahl von Kontaktpins an einem Gehäuse mit hochintegrierter Elektronik.
Erfindungsgemäß können die Crimpkontakte durch einteiliges Ausstanzen der Laschen mit den Leiterbahnen aus dem Stanzgitter entstehen. Dabei entstehen sowohl Crimpkontakte als auch Leiterbahnen in einem Arbeitsgang aus einem Stanzblech.
Teile der Crimpkontakte, insbesondere die seitlich angeordneten Laschen, werden vor dem Crimpen hochgebogen, so daß die Laschen die Kontaktpins an den Seiten umgreifen. Auf diese Weise entsteht eine besonders vorteilhafte Fügehilfe beim Zusammensetzen der Vielzahl von Leiterbahnen mit den zugeordneten Kontakpins und andererseits wird die Fläche des Crimpkontakts durch die seitlichen Laschen erhöht, so daß eine höhere Stromtragfähigkeit der Verbindung bei höheren Haltekräften erzielbar ist.
Die Leiterbahnen werden bevorzugt zur Bildung einer Zugentlastung abgewinkelt. Dabei wird die Zugentlastung durch Ausformung von Ausgleichselementen, insbesondere im Abschnitt zwischen zwei benachbarten Leiterbahnen, hergestellt.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Zusammenhang mit mehrreihigen Kontaktpins die Leiterbahnen in der Nähe des Gehäuses abgewinkelt und eine jeweilige Leiterbahn wird zwischen zwei benachbarten Leiterbahnen abschnittsweise abgesenkt. Dadurch kann einerseits der Isolierabstand vergrößert werden oder eine noch höhere Kontaktpindichte, beispielsweise an der Unterseite eines Prozessorgehäuses, erzielt werden.
Bevorzugt werden die Leiterbahnen in der Nähe der Verbindungsstelle abgewinkelt. Dabei kann bei mehrreihig und versetzt angeordneten Kontaktpins ein Abknicken eines jeweiligen Stromleiters in einer Ebene parallel zur Unterseite des Gehäuses erfolgen, so daß sämtliche Stromleiter in einer einzigen Stanzgitterebene seitlich vom Gehäuse wegführbar sind.
Durch ein partielle Plattierung oder Beschichtung mit einem Lotmaterial, beispielsweise durch eine Zinnplattierung und nachträgliches simultanes Erhitzen der Verbindungsstellen, kann zusätzlich zur Crimpverbindung nachträglich eine Lötverbindung erzeugt werden. Das plattierte Zinn verschmilzt dabei mit vorzugsweise verzinnten Anschlüssen der Elektronik. Dadurch wird eine erhöhte Medienbeständigkeit und eine verbesserte Stromtragfähigkeit erzielt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Zwei Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,
Figur 1
ein mit einer Vielzahl von Stromleitern zu verbindendes Gehäuse mit integrierter Elektronik als Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 2
eine Seitenansicht des Gehäuses nach Figur 1,
Figur 3
eine Ansicht der Verbindungsstellen zwischen Kontaktpins und der Vielzahl von Stromleitern gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur 4
eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Figur 3,
Figur 5
eine Ansicht der seitlich hochgebogenen Laschen der Crimpkontakte der Stromleiter gemäß einer zweiten Ausführungsform und
Figur 6
eine Draufsicht auf eine Leiterbahn gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 1 zeigt ein Gehäuse 1 mit einer Vielzahl von an der Unterseite 2 angeordneten Kontaktpins 3. Im Beispiel sind jeweils zwanzig Kontaktpins 3 in voneinander getrennten Bereichen 4 und 5 angeordnet. Die Kontaktpins 3 sind in jedem Bereich 4, 5 in zwei zueinander versetzten Reihen angeordnet. Ein Kontaktpin 6 einer benachbaden Reihe ist dabei in Längsrichtung mittig zwischen zwei nebeneinander angeordneten Kontaktpins 7 und 8 angeordnet. Auf diese Weise ist der Abstand zwischen den benachbarten Kontaktpins 6, 7, 8 maximiert.
Das Gehäuse 1 beinhaltet eine komplexe Steuerelektronik zur Ansteuerung eines Kraftfahrzeuggetriebes. Da das Gehäuse 1 im Beispiel vorzugsweise direkt im Getriebe eingebaut wird, ist es als Metallgehäuse ausgeführt. Die Kontaktpins 3, 6, 7, 8 sind in einzelne runde Glasdurchführungen 9 eingebettet und dadurch hermetisch dicht mit dem Gehäuse 1 verbunden. Die außerhalb des Gehäuses liegende Stirnseite der Kontaktpins 3, 6, 7, 8 ist vorzugsweise flach ausgebildet, d. h. der Draht der Kontaktpins 3, 6, 7, 8 ist gerade abgeschnitten. Die Kontaktpins 3, 6, 7, 8 werden für den Verfahrensschritt der Glaseinschmelzung oder das Bonden auf der Innenseite des Gehäuses 1 vorzugsweise auf ihrer Oberfläche vergoldet. Der Einfachheit halber ist die gesamte Oberfläche der Kontaktpins 3, 6, 7, 8 vergoldet.
Bei der in den Figuren 3 und 4 dargestellten ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die doppelreihig und versetzt angeordneten Kontaktpins 3 derart abgewinkelt, daß die Leiterbahnen 10 in einer parallel zur Unterseite 2 des Gehäuses angeordneten Ebene verlaufen. Die Leiterbahnen 10 sind in Form eines flächigen und abschnittsweise abgewinkelten Stanzgitters 11 ausgebildet. Die Leiterbahnen 10, d.h. die Stanzgitterbahnen, sind im Bereich der Kontaktpins 3 etwa 1,6 mm breit und deren Blechdicke beträgt etwa 0,4 mm. An ihren benachbart zu den Kontaktpins 3 angeordneten Seiten weisen die Leiterbahnen 10 jeweils Crimpkontakte 12 auf, die mit zwei seitlichen um die Kontaktpins 3 gebogenen Laschen 13 und 14 versehen sind. Die seitlichen Laschen 13 und 14 können beim Herstellen der Leiterbahnen 10 aus dem Metallblech mit ausgestanzt werden und beim Verbindungsvorgang um die Kontaktpins 3 gebogen werden. Nachdem die Leiterbahnen 10 mit den jeweiligen Kontaktpins 3 zusammengefügt sind, werden sämtliche Crimpverbindungen an den Verbindungsstellen 14 gleichzeitig erzeugt.
Einkerbungen 16 und 17 sind in den Laschen 13 und 14 zur Aufnahme von Zugkräften vorgesehen. Über Knickstellen 18 und 19 sind in den Leiterbahnen 10 des Stanzgitters 11 Ausgleichselemente 20 zur Entlastung ausgebildet. Dabei verlaufen Abschnitte der Leiterbahnen 10 zur Ebene des Stanzgitters 11 senkrecht versetzt.
Wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt, kann eine Zugentlastung auch dadurch entstehen, daß eine Leiterbahn 21 mehrere Knickstellen 18 aufweist, in denen die Leiterbahn 21 parallel zur Ebene des Stanzgitters 11 verformt ist. Dabei können die Ausgleichselemente 22 für die Zugentlastung auch schon beim Ausstanzen der Leiterbahn 21 aus dem Stanzblech entstehen, wobei je ein Ausgleichselement 22 zwischen zwei benachbart angeordneten Laschen 23 und 24 benachbarter Crimpkontakte 25 und 26 angeordnet ist. Die Ausgleichselemente 22 sind dabei mit geringem Materialverlust ausstanzbar. Zur Erleichterung des Zusammenfügens eines Crimpkontakts 12 mit einem Kontaktpin 3 werden die Laschen 13, 14 vor dem Zusammenfügen seitlich hochgebogen. Nach dem Zusammenfügen von Kontaktpins 3 und Crimpkontakten 12, 25, 26 wird die Crimpverbindung mehrerer bzw. aller nebeneinander angeordneter Leiterbahnen 10, 21 und der dazu gehörenden Kontaktpins 3, 6, 7, 8 gleichzeitig erzeugt.
Durch partielle Zinnplattierungen der Leiterbahnen 10 des Stanzgitters und nachträgliches simultanes Aufbringen einer Wärmequelle an den Verbindungsstellen 15 ist eine zusätzliche Lötverbindung an den Verbindungsstellen 15 erzeugbar. Das plattierte Zinn verschmilzt mit den verzinnten Anschlüssen der Elektronik. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Medienbeständigkeit und Stromtragfähigkeit.

Claims (18)

  1. Vorrichtung mit einer in einem Gehäuse (1) integrierten, dicht gepackten Elektronik, dem Gehäuse (1) zugeordneten Kontaktpins (3) und einer Vielzahl von Stromleitern (10, 11, 21) zur elektrischen Verbindung mit jeweils einem Kontaktpin (3), wobei die Kontaktpins (3) wegen der hohen Packungsdichte der Elektronik mit geringem Abstand nebeneinander angeordnet sind und eine nicht lösbare Verbindung zwischen Kontaktpin (3) und dem zugeordneten Stromleiter (10, 11, 21) vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stromleiter (10, 11, 21) einen an einer Verbindungsstelle (15) um jeweils einen Kontaktpin (3) gebogenen Crimpkontakt (12) aufweist und an der Verbindungsstelle (15) mit diesem Kontaktpin (3) vercrimpt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktpins (3) in Einzel-, Doppel- oder Mehrfachreihen, insbesondere im Abstand von 1 mm bis 10 mm zueinander angeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Crimpkontakte (12) an der Verbindungsstelle (15) zwei seitlich vom Stromleiter (10, 11, 21) abstehende Laschen (13, 14, 23, 24) aufweisen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen abstehenden Laschen (13, 14, 23, 24) als versetzte Dreieckslaschen ausgebildet sind und deren diagonal verlaufende Kanten sich im vercrimpten Zustand mit geringem Abstand gegenüberliegen.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Crimpkontakte (12) insbesondere quer zur Verbindungsrichtung verlaufende Einkerbungen (16, 17) aufweisen.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromleiter (10, 21) durch ein Stanzgitter (11) gebildet sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (13, 14, 23, 24) aus dem Stanzblech für das Stanzgitter (11) ausgestanzt sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei dicht nebeneinander in Reihen angeordneten Stanzgitterbahnen Knickstellen (18, 19) zur Erzeugung einer Zugentlastung vorgesehen sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei mehrreihigen Kontaktpins (3) durch abwechselnde Absenkung der Stanzgitterbahn (10, 11, 21) zwischen zwei benachbarten Crimpkontakten (12, 25, 26) eine höhere Anschlußdichte erzielbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzgitterbahnen (10, 11, 21) mit vorgeformten, insbesondere gebogenen Crimpkontakten (12, 25, 26) mit zu den Kontaktpins (3) passenden Positionen und Abständen so vorgefertigt sind, daß nach dem Ausrichten der Stanzgitterbahnen (10, 11, 21) die Crimpverbindungen mehrerer Verbindungsstellen (15) mit einem einzigen simultanen Arbeitsgang erzeugbar sind.
  11. Verfahren zur Herstellung einer Crimpverbindung, insbesondere bei einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das folgende Verfahrensschritte aufweist:
    Ausstanzen von Leiterbahnen (10, 11, 21) zur elektrischen Verbindung von Kontaktpins (3) eines Gehäuses (1) mit externer Elektronik,
    Bereitstellen von seitlichen Laschen (13, 14, 23, 24) an den Verbindungsstellen (15) der Leiterbahnen (10, 11, 21),
    Formen, Prägen oder Umbiegen der seitlichen Laschen (13, 14, 23, 24) als Fügehilfe beim Positionieren der Leiterbahnen (10, 11, 21) gegenüber den Kontaktpins (3), gleichzeitiges Crimpen mehrerer Crimpkontakte (12, 25, 26) in einem Arbeitsgang.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Crimpkontakte (12, 25, 26) durch einteiliges Ausstanzen der Laschen (13, 14, 23, 24) mit den Leiterbahnen (10, 21) aus dem Stanzgitter (11) entstehen.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (13, 14, 23, 24) vor dem Crimpen seitlich an den Kontaktpins (3) hochgebogen werden, um die Kontaktpins (3) an den Seiten zu umgreifen.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (10, 11, 21) zur Bildung einer Zugentlastung abgewinkelt werden.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an den Leiterbahnen (10, 11, 21), insbesondere im Abschnitt zwischen zwei benachbarten Leiterbahnen, Ausgleichselemente (20, 22) geformt werden.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrreihigen Kontaktpins (3) die Leiterbahnen (10, 11, 21) in der Nähe des Gehäuses (1) abgewinkelt werden und eine Leiterbahn (10, 11, 21) zwischen zwei benachbarten Leiterbahnen (10, 11, 21) abschnittsweise abgesenkt wird.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (10, 11, 21) in der Nähe der Verbindungsstelle (15) abgewinkelt werden.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß durch partielle Planierung oder Beschichtung mit einem Lotmaterial und nachträgliches simultanes Erhitzen der Verbindungsstellen (15) zusätzlich eine Lötverbindung erzeugt wird.
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