EP1734621B1 - Anordnung und Verfahren zum elektrischen Anschluss einer elektronischen Schaltung in einem Gehäuse - Google Patents

Anordnung und Verfahren zum elektrischen Anschluss einer elektronischen Schaltung in einem Gehäuse Download PDF

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EP1734621B1
EP1734621B1 EP06113067A EP06113067A EP1734621B1 EP 1734621 B1 EP1734621 B1 EP 1734621B1 EP 06113067 A EP06113067 A EP 06113067A EP 06113067 A EP06113067 A EP 06113067A EP 1734621 B1 EP1734621 B1 EP 1734621B1
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EP
European Patent Office
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connection
connection elements
contact sections
layer
elements
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EP06113067A
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EP1734621A2 (de
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Hans-Peter Mueller
Wolfgang Jacob
Ulrich Trescher
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication of EP1734621A3 publication Critical patent/EP1734621A3/de
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    • H01R12/59—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections
    • H01R43/0221—Laser welding

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement for the electrical connection of an electronic circuit in a housing, in particular in a hermetically sealed housing, which is in electrical connection with at least one connection element, and a corresponding method.
  • hermetically sealed housings which are currently available in different designs.
  • One embodiment of such a hermetic housing has a base plate, through which connection pins are inserted for the electrical connection of the circuit located inside the housing.
  • the connection pins which are also referred to as connection elements, are used during production in receiving bores of the base plate with a glass blank. By melting the glass at appropriate temperatures and then cooling it creates a dense electrically isolated bond between the pins and the base plate.
  • the pins are electrically connected to the electronic circuit in a known manner, such as by bonding.
  • the base plate with the circuit disposed thereon is closed by a lid, which is sealed under a protective atmosphere with the base plate, whereby a hermetically sealed housing is formed.
  • the pins protruding outward from the base plate are usually round solid wires made of certain materials that are suitable for glass remelting. They are connected outside of the hermetically sealed housing to electrical line elements, such as electrical busbars by means of laser welding or soldering.
  • the electrical busbars connect to peripheral devices such as sensors, actuators, plugs of the vehicle.
  • peripheral devices such as sensors, actuators, plugs of the vehicle.
  • Other cable connections for example in the vehicle wiring harness, have previously been formed by flat ribbon cables (Flexible Flat Cable or FFC).
  • Out EP 820119 is the connection of a ceiling light on a vehicle roof to a device for power supply known.
  • the housing of the ceiling light has on its back outstanding contact pins for connection to the power supply.
  • a first and an attached second line element are contacted with the contact pins.
  • the first line element is a conductor bundle or a flexible circuit with conductor tracks, which is connected to evt. Other electrical devices on the vehicle roof.
  • the second line element comprises power supply cable with attached at the ends eyelets with clamping straps. Before attaching the eyelets to the contact pins for connecting the ceiling light to the power supply, the eyelets are laterally inserted into receiving channels of a connector made of a plastic. By means of the connector, the first line element and the second line element are electrically isolated from each other. An insulation of the first conduit member to the housing is not provided.
  • GB 2341485 describes a method for contacting line elements with contact pins protruding from a housing. Specifically, an alignment element is placed over the connection elements between the housing and the line elements for this purpose. The alignment serves as an alignment aid for the correct positioning of the contact pins to each other. Thus can be welded at right angles to it at the end defined line elements.
  • connection of the ribbon cables takes place in a simple manner, the geometry selected allows a compact design. Furthermore, a protection of the terminal against electrical short circuits and bridges, for example, starting from conductive chips, easy to implement.
  • An arrangement according to the invention for the electrical connection of an electronic circuit in a housing, in particular in a hermetically sealed housing, which is in electrical connection with at least one connection element, has the features of the independent claim 1:
  • the contact portions and / or the connection elements are formed such that the contact portions for forming the electrical connection of the connection elements are penetrable.
  • the contact portions are provided with at least one recess and / or an incision, and / or that the connection elements are provided with a formed for penetrating the contact portions tip and / or cutting edge.
  • connection elements are connected to the corresponding contact sections by welding, preferably laser welding.
  • a further embodiment provides that the contact sections and / or the connection elements are formed such that the electrical connection is formed by a press-in connection in the form of an insulation displacement connection or "speed-groove" connection. Again, a stripping of the line elements is not required.
  • connection section a layer of an electrically insulating material surrounding the connection elements is applied in the connection section.
  • This layer advantageously has several functions.
  • the surface of the layer is formed parallel to the surface of the base plate at a distance and forms with respect to the base plate an insulating support for the conduit element.
  • the line element has positioning openings, which interact with pins arranged in the connection section.
  • the layer applied in the connection section has the function of positioning the pins and thus positioning the line element.
  • the cover has openings that cooperate with the pins.
  • the cover is applied to the terminal portion.
  • the layer in the connection section serves in other functions: Through this layer, a positioning of the cover and at the same time its attachment to the layer is made possible.
  • the line element is a flat cable (Flexible Flat Cable, FFC), a flexible printed circuit board, a stamped grid or a plastic extrusion-coated stamped grid.
  • a ribbon cable can be easily processed for connection to the connection elements advantageous. It is also used for the wiring harness in the vehicle and thus does not form a new component, wherein a stamped grid can be omitted as a conduit element with elaborate processing or preparation. However, a punched grid with or without plastic extrusion is also usable. Flexible printed circuit boards are also used as line elements. Thus, an advantageous versatility is possible.
  • An inventive method for connecting an electronic circuit in a housing, in particular in a hermetically sealed housing, which is in electrical connection with at least one connection element, comprises the method steps S1-S3 of independent claim 11:
  • connection is made by cold contacting of the connection elements with the contact sections.
  • connection of the connection elements with the contact sections in method step (S3) is carried out by welding, preferably laser welding.
  • the cover is applied after connection via the connection point.
  • the layer fulfills two further functions, namely a positioning of the cover and a fastening for the cover, preferably by hot calking.
  • the cover is made of plastic and protects the electrical connection point from short circuits and bridge formation, for example, starting from chips.
  • Fig. 1 is an exploded perspective view of an embodiment of an inventive arrangement with a housing 1 with two connection sections 5 shown.
  • the housing 1 is hermetically sealed with a base plate 2 by a weld.
  • an electronic circuit Inside the housing 1 is an electronic circuit, not shown, which is protected by the housing 1 from environmental influences, for example in a motor vehicle.
  • the electronic circuit is electrically connected to connection elements 10, which are arranged in the connection sections 5 in terminal rows 11.
  • the connecting elements 10 are made of round solid wires, which are introduced through the base plate 2 in insulation 18.
  • the insulation 18 are in this example glass passages, which are formed by remelting after insertion of the connection elements 10 of glass blanks and isolate the connection elements 10 relative to the base plate 2 and fasten.
  • connection elements 10 The electrical circuit in the interior of the housing 1 is electrically connected to the connection elements 10, for example via bonding wires, wherein the connection elements 10 form the outer terminals of the electronic circuit.
  • connection elements 10 arranged in the connection sections 5 are surrounded by a layer 19 which fills the connection sections 5 in each case in a specific thickness or thickness.
  • the application of this layer 19 is carried out according to the invention by spraying / casting a plastic material which surrounds the connection elements 10 and has a surface which extends at a distance parallel to the surface of the base plate 2.
  • This layer 19 has a plurality of functions, which will be explained below with reference to a connection section 5.
  • the surface of the layer 19 forms a support for the line element 3, which is formed in this example as a ribbon cable with a contact row 12.
  • the contact row 12 has contact portions 14 (see Fig. 2 ) at the ends of printed conductors 13. These contact portions 14 are provided for electrical connection with the connection elements 10 for the formation of terminals, which will be described in more detail below.
  • the conduit member 3 is provided with positioning holes 9 which cooperate with pins 6. These pins 6 are arranged on the base plate 2 on the outside of the connection sections 5 together with further pins 7 on the inside of the connection sections 5 within the layer 19. Here, the layer 19 forms the further function of the positioning of the pins 6, 7.
  • Another function of the layer 19 is to isolate the line elements 3 in the assembled state of the terminal assembly relative to the base plate 2.
  • the conduit element 3 is applied to the layer 19 by means of the pins 6 and the corresponding positioning holes 9 with a suitable tool, wherein the contact portions 14 are electrically connected to the connection elements 10, as will be described below.
  • the terminal portion 5 is covered with a cover 4 and thus protected from short circuits and bridging, which can be caused for example by chips, which cause such by resting on the uninsulated connection elements 10.
  • the covers 4 have openings 8, which are arranged in the same way as the pins 6, 7 and in which the pins 6, 7 are accommodated when the cover 4 is applied to the connection portion 5 (see Fig. 4 ).
  • the positioning of the cover 4 on the connection section 5 takes place through the layer 19, which also serves for fastening the cover 4 at the same time.
  • Fig. 2 shows an enlarged view of a section of a connection region 5 from Fig. 1 ,
  • the layer 19 is applied, in which the pins 6, 7 and the connection elements 10 are arranged.
  • the line element 3 is already on the layer 19.
  • a pin 6 is passed through a positioning hole 9 of the conduit member 3 and sets with the other pins 6, not shown, the position of the conduit member 3 fixed.
  • the line element 3 is designed as a ribbon cable and has adjacent tracks 13, which are surrounded on all sides by an insulating material.
  • the conductor tracks 13 extend in the Fig. 2 to the left side and terminate in the contact portions 14, which are not surrounded by the insulating material of the Dunsetementes 3 this example.
  • connection elements 10 form the terminal row 11 between the pins 6, 7, wherein the contact portions 14 are applied in a row of contacts 12 in such a way on the upwardly facing ends of the connection elements 10 that the connection elements 10, the contact portions 14 penetrate and protrude from them.
  • contact lugs 16 are bent up at the penetration holes, which consist of the conductive material of the contact portions 14. These contact lugs 16 already form electrically conductive connections with the connection elements 10 in this embodiment.
  • connection elements 10 are shown here in a cylindrical shape in a simple embodiment, wherein they are welded in a next step with the contact portions 14, which is preferably a known laser welding. In this case, the projecting end of each connection element 10 is melted onto the respective contact section 14.
  • connection elements 10 may also be formed with a tip, which has, for example, one or more cutting edges. In order for a penetration of the contact portions 14 is facilitated, wherein an electrical connection is also improved by an enlarged surface of such a connection element 10.
  • Fig. 4 shows the assembled state of the arrangement according to the invention for connecting the electronic circuit located in the interior of the hermetically sealed housing 1.
  • the line elements 3 are then connected to the corresponding peripherals such as sensors, actuators, connectors and the like in a known manner.
  • the covers 4 are connected to the layers 19, respectively, which is preferably done by a heatstake, whereby a certain tightness is made possible.
  • connection concept which is more cost-effective in comparison with the prior art, on flat cables than line elements 3 with a simple but effective protection of the connection sections 5.
  • the invention is not limited to the above-described embodiments, but modifiable in a variety of ways.
  • connection portion 14 has no recess 17, but only one incision. Even without a cut can be made possible with a suitable tool and a suitable tip connection.
  • the conductor element 3 can also be designed as a flexible printed circuit board, as a stamped grid or a stamped grid coated with plastic.

Landscapes

  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)

Description

    STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum elektrischen Anschluss einer elektronischen Schaltung in einem Gehäuse, insbesondere in einem hermetisch dichten Gehäuse, die mit zumindest einem Anschlusselement in elektrischer Verbindung steht, und ein entsprechendes Verfahren.
  • Elektronische Schaltungen müssen insbesondere bei Anwendungen in Fahrzeugen gegen Umwelteinflüsse geschützt werden. Eine Art eines solchen Schutzes sind hermetisch dichte Gehäuse, die es derzeit in unterschiedlichen Ausführungen gibt. Eine Ausführung eines solchen hermetischen Gehäuses weist eine Grundplatte auf, durch welche Anschlussstifte für den elektrischen Anschluss der im Inneren des Gehäuses befindlichen Schaltung hindurch eingesetzt sind. Die Anschlussstifte, die im Weiteren auch als Anschlusselemente bezeichnet werden, werden bei der Fertigung in Aufnahmebohrungen der Grundplatte mit einem Glasrohling eingesetzt. Durch ein Aufschmelzen des Glases bei entsprechenden Temperaturen und eine anschließende Abkühlung entsteht ein dichter elektrisch isolierter Verbund zwischen den Anschlussstiften und der Grundplatte. Die Anschlussstifte werden mit der elektronischen Schaltung auf bekannte Weise elektrisch verbunden, wie zum Beispiel mittels Bonden. Dann wird die Grundplatte mit der darauf angeordneten Schaltung durch einen Deckel verschlossen, welcher unter einer Schutzatmosphäre mit der Grundplatte dicht verschweißt wird, wodurch ein hermetisch dichtes Gehäuse gebildet wird.
  • Die aus der Grundplatte nach außen herausstehenden Anschlussstifte sind üblicherweise runde massive Drähte aus bestimmten Werkstoffen, die für den Umschmelzungsprozess mit Glas geeignet sind. Sie werden außerhalb des hermetisch dichten Gehäuses an elektrische Leitungselemente, wie beispielsweise elektrische Stromschienen mittels Laserverschweißung oder Lötung angeschlossen.
  • Die elektrischen Stromschienen stellen eine Verbindung zu peripheren Einrichtungen wie Sensoren, Aktuatoren, Stecker des Fahrzeugs her. Weitere Kabelverbindungen, beispielsweise im Kabelbaum des Fahrzeugs, werden bisher von Flachbandkabeln (Flexible Flat Cable bzw. FFC) gebildet.
  • Aus EP 820119 ist der Anschluss einer Deckenleuchte an einem Fahrzeugdach an eine Vorrichtung zur Stromversorgung bekannt. Das Gehäuse der Deckenleuchte weist auf seiner Rückseite herausragende Kontaktstifte zum Anschluss an die Stromversorgung auf. Über Klemmverbindungen werden ein erstes und ein darüber angebrachtes zweites Leitungselement mit den Kontaktstiften kontaktiert. Das erste Leitungselement ist ein Leiterbündel bzw. eine flexible Schaltung mit Leiterbahnen, welche mit evt. weiteren elektrischen Einrichtungen an dem Fahrzeugdach verbunden ist. Das zweite Leitungselement umfasst Stromzuführkabel mit an den Enden aufgebrachten Ringösen mit Klemmlaschen. Vor dem Aufstecken der Ringösen auf die Kontaktstifte zum Anschluss der Deckenleuchte an die Stromversorgung, werden die Ringösen seitlich in sie aufnehmende Kanäle eines Verbinders aus einem Kunststoff eingeführt. Mittels des Verbinders werden das erste Leitungselement und das zweite Leitungselement elektrisch von einander isoliert. Eine Isolierung des ersten Leitungselementes zum Gehäuse hin ist nicht vorgesehen.
  • GB 2341485 beschreibt ein Verfahren zum Kontaktieren von Leitungselementen mit aus einem Gehäuse herausragenden Kontaktpins. Konkret ist hierfür zwischen dem Gehäuse und den Leitungselementen ein Ausrichtelement über die Anschlusselemente gesteckt. Das Ausrichtelement dient als Ausrichthilfe für die richtige Positionierung der Kontaktpins zueinander. Somit können an sie definiert endseitig Leitungselemente rechtwinklig angeschweißt werden.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung zum elektrischen Anschluss einer elektronischen Schaltung in einem Gehäuse, insbesondere in einem hermetisch dichten Gehäuse, die mit zumindest einem Anschlusselement in elektrischer Verbindung steht, schafft demgegenüber ein kostengünstigeres Verbindungskonzept, indem als Leitungselemente Flachbandkabel angeschlossen werden können.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Anschluss der Flachbandkabel in einer einfachen Weise erfolgt, wobei die gewählte Geometrie eine kompakte Bauweise ermöglicht. Weiterhin ist ein Schutz des Anschlusses gegen elektrische Kurzschlüsse und Brücken, beispielsweise ausgehend von leitenden Spänen, einfach zu realisieren.
  • Eine erfindungsgemäße Anordnung zum elektrischen Anschluss einer elektronischen Schaltung in einem Gehäuse, insbesondere in einem hermetisch dichten Gehäuse, die mit zumindest einem Anschlusselement in elektrischer Verbindung steht, weist die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 auf:
  • In einer Ausführungsform sind die Kontaktabschnitte und/oder die Anschlusselemente so ausgebildet, dass die Kontaktabschnitte zur Bildung des elektrischen Anschlusses von den Anschlusselementen durchdringbar sind. Dazu ist es bevorzugt, dass die Kontaktabschnitte mit mindestens einer Ausnehmung und/oder einem Einschnitt versehen sind, und/oder dass die Anschlusselemente mit einer zur Durchdringung der Kontaktabschnitte ausgebildeten Spitze und/oder Schneide versehen sind. Hierdurch ist es vorteilhaft einfach möglich, dass die Kontaktabschnitte eines Leitungselementes auf die Anschlusselemente in einem Arbeitsschritt aufbringbar sind und mittels des Durchdringens gleichzeitig eine elektrische Verbindung zwischen Anschlusselement und Leitungselement hergestellt wird. Hierbei ist es weiterhin vorteilhaft, dass die Kontaktabschnitte der Leitungselemente nicht abisoliert sein müssen.
  • In einer anderen Ausführungsform sind die Anschlusselemente mit den korrespondierenden Kontaktabschnitten durch Verschweißung, vorzugsweise Laserverschweißung, verbunden.
  • Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Kontaktabschnitte und/oder die Anschlusselemente so ausgebildet sind, dass der elektrische Anschluss durch eine Einpressverbindung in Form einer Schneidklemmverbindung oder "Speed-Nut"-Verbindung gebildet ist. Auch hierbei ist eine Abisolierung der Leitungselemente nicht erforderlich.
  • Erfindungsgemäss ist in dem Anschlussabschnitt eine die Anschlusselemente umgebende Schicht aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff aufgebracht. Diese Schicht hat vorteilhafterweise mehrere Funktionen. Die Oberfläche der Schicht ist parallel zur Oberfläche der Grundplatte in einem Abstand ausgebildet und bildet gegenüber der Grundplatte eine isolierende Auflage für das Leitungselement. Somit ist es möglich, Leitungselemente mit abisolierten Kontaktabschnitten zu verwenden.
  • Zur einfachen und schnellen Positionierung weist das Leitungselement Positionieröffnungen auf, die mit in dem Anschlussabschnitt angeordneten Stiften zusammenwirken. Die in dem Anschlussabschnitt aufgebrachte Schicht hat hierbei die Funktion der Positionierung der Stifte und somit der Positionierung des Leitungselementes.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Abdeckung Öffnungen auf, die mit den Stiften zusammenwirken Die Abdeckung ist auf dem Anschlussabschnitt aufgebracht. Hierbei dient die Schicht in dem Anschlussabschnitt in weiteren Funktionen: Durch diese Schicht ist eine Positionierung der Abdeckung und gleichzeitig deren Befestigung an der Schicht ermöglicht.
  • Es ist von besonderem Vorteil, dass das Leitungselement ein Flachbandkabel (Flexible Flat Cable; FFC), eine flexible Leiterplatte, ein Stanzgitter oder ein mit Kunststoff umspritztes Stanzgitter ist. Ein Flachbandkabel lässt sich für den Anschluss an den Anschlusselemente vorteilhaft leicht bearbeiten. Es wird für den Kabelbaum im Fahrzeug ebenfalls verwendet und bildet somit kein neues Bauteil, wobei ein Stanzgitter als Leitungselement mit aufwändiger Bearbeitung bzw. Vorbereitung entfallen kann. Ein Stanzgitter mit oder ohne Kunststoffumspritzung ist jedoch auch verwendbar. Flexible Leiterplatten werden ebenfalls als Leitungselemente eingesetzt. Somit ist eine vorteilhafte Vielseitigkeit ermöglicht.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Anschließen einer elektronischen Schaltung in einem Gehäuse, insbesondere in einem hermetisch dichten Gehäuse, die mit zumindest einem Anschlusselement in elektrischer Verbindung steht, weist die Verfahrensschritte S1-S3 des unabhängigen Anspruchs 11 auf:
  • In bevorzugter Ausführung weist der Verfahrensschritt (S2) folgende Teilschritte auf:
    • (S2-1) Positionieren des Leitungselementes auf der Schicht durch Stifte, die mit Positionieröffnungen in dem Leitungselement zusammenwirken; und
    • (S2-2) Durchstoßen der Kontaktabschnitte mit den Anschlusselementen oder Einpressen der Anschlusselemente in Ausnehmungen bzw. Einschnitte der Kontaktabschnitte.
  • Dadurch ist ein einfacher und kostengünstiger Anschluss der Schaltung an periphere Einrichtungen über das Leitungselement ermöglicht. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass im Verfahrensschritt (S3) das Verbinden durch kaltes Kontaktieren der Anschlusselemente mit den Kontaktabschnitten erfolgt.
  • In einer anderen Ausführungsform erfolgt das Verbinden der Anschlusselemente mit den Kontaktabschnitten im Verfahrensschritt (S3) durch Verschweißen, vorzugsweise Laserschweißen.
  • Es ist vorteilhaft, dass die Abdeckung nach erfolgter Verbindung über die Anschlussstelle aufgebracht wird. Hierbei erfüllt die Schicht zwei weitere Funktionen, nämlich ein Positionieren der Abdeckung und eine Befestigung für die Abdeckung, vorzugsweise durch Heissverstemmen. Die Abdeckung ist aus Kunststoff und schützt die elektrische Anschlussstelle vor Kurzschlüssen und Brückenbildung, zum Beispiel ausgehend von Spänen.
  • Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind dem sich anschließenden Beschreibungsteil und den Zeichnungen zu entnehmen.
    • ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Es zeigt dabei:
    • FIG. 1
    eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Gehäuse mit zwei Anschlussabschnitten;
    FIG. 2
    eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts eines Anschlussbereichs nach FIG. 1;
    FIG. 3
    Draufsichten verschiedener Stanzkonturen von Kontaktabschnitten; und
    FIG. 4
    eine perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiel nach FIG. 1 im zusammengebauten Zustand.
    BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
  • In Fig. 1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einem Gehäuse 1 mit zwei Anschlussabschnitten 5 dargestellt.
  • Es ist der Zustand vor dem Zusammenbau der Anschlussanordnung gezeigt, wobei mit dem Bezugszeichen 3 Leitungselemente bezeichnet sind, die nur schematisch und nicht in ihrer vollen Länge dargestellt sind.
  • In diesem Beispiel ist das Gehäuse 1 ist mit einer Grundplatte 2 hermetisch dicht durch eine Schweißung verschlossen. Im Innern des Gehäuses 1 befindet sich eine nicht dargestellte elektronische Schaltung, die durch das Gehäuse 1 vor Umgebungseinflüssen, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, geschützt ist. Die elektronische Schaltung ist elektrisch mit Anschlusselementen 10 verbunden, die in den Anschlussabschnitten 5 in Anschlussreihen 11 angeordnet sind. Die Anschlusselemente 10 bestehen aus runden massiven Drähten, die durch die Grundplatte 2 in Isolationen 18 hindurchgeführt eingebracht sind. Die Isolationen 18 sind in diesem Beispiel Glasdurchführungen, die durch Umschmelzung nach Einsetzen der Anschlusselemente 10 aus Glasrohlingen gebildet sind und die Anschlusselemente 10 gegenüber der Grundplatte 2 isolieren und befestigen.
  • Die elektrische Schaltung im Innern des Gehäuses 1 ist mit den Anschlusselementen 10 beispielsweise über Bonddrähte elektrisch verbunden, wobei die Anschlusselemente 10 die äußeren Anschlüsse der elektronischen Schaltung bilden.
  • Die in den Anschlussabschnitten 5 angeordneten Anschlusselemente 10 sind von einer Schicht 19 umgeben, die die Anschlussabschnitte 5 jeweils in einer bestimmten Stärke bzw. Dicke ausfüllt. Das Aufbringen dieser Schicht 19 erfolgt erfindungsgemäss durch Aufspritzen/-gießen eines Kunststoffmaterials, welches die Anschlusselemente 10 umgibt und eine Oberfläche aufweist, die in einem Abstand parallel zur Oberfläche der Grundplatte 2 verläuft.
  • Diese Schicht 19 weist mehrere Funktionen auf, die im Folgenden an Hand eines Anschlussabschnitts 5 erläutert werden.
  • Zunächst bildet die Oberfläche der Schicht 19 eine Auflage für das Leitungselement 3, das in diesem Beispiel als ein Flachbandkabel mit einer Kontaktreihe 12 ausgebildet ist. Die Kontaktreihe 12 weist Kontaktabschnitte 14 (siehe Fig. 2) an den Enden von Leiterbahnen 13 auf. Diese Kontaktabschnitte 14 sind zur elektrischen Verbindung mit den Anschlusselementen 10 zur Bildung von Anschlüssen vorgesehen, was weiter unten noch detailliert beschrieben wird.
  • Das Leitungselement 3 ist mit Positionieröffnungen 9 versehen, die mit Stiften 6 zusammenwirken. Diese Stifte 6 sind auf der Grundplatte 2 an der Außenseite der Anschlussabschnitte 5 zusammen mit weiteren Stiften 7 an der Innenseite der Anschlussabschnitte 5 innerhalb der Schicht 19 angeordnet. Hierbei bildet die Schicht 19 die weitere Funktion der Positionierung der Stifte 6, 7.
  • Eine andere Funktion der Schicht 19 besteht darin, die Leitungselemente 3 im zusammengebauten Zustand der Anschlussanordnung gegenüber der Grundplatte 2 zu isolieren. Zuvor wird das Leitungselement 3 auf der Schicht 19 mittels der Stifte 6 und der korrespondierenden Positionieröffnungen 9 mit einem geeigneten Werkzeug aufgebracht, wobei die Kontaktabschnitte 14 mit den Anschlusselementen 10 elektrisch verbunden werden, wie im Folgenden beschrieben wird. Danach wird der Anschlussabschnitt 5 mit einer Abdeckung 4 abgedeckt und somit vor Kurzschlüssen und Brückenbildungen geschützt, die zum Beispiel durch Späne hervorgerufen werden können, welche solches durch Aufliegen auf den unisolierten Anschlusselementen 10 verursachen.
  • Die Abdeckungen 4 weisen Öffnungen 8 auf, die in gleicher Weise wie die Stifte 6, 7 angeordnet sind und in welchen die Stifte 6, 7 aufgenommen sind, wenn die Abdeckung 4 auf dem Anschlussabschnitt 5 aufgebracht ist (siehe Fig. 4). Die Positionierung der Abdeckung 4 auf dem Anschlussabschnitt 5 erfolgt durch die Schicht 19, welche auch gleichzeitig zur Befestigung der Abdeckung 4 dient.
  • Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts eines Anschlussbereichs 5 aus Fig. 1.
  • Auf der Grundplatte 2 ist die Schicht 19 aufgebracht, in welcher die Stifte 6, 7 und die Anschlusselemente 10 angeordnet sind. Das Leitungselement 3 liegt bereits auf der Schicht 19 auf. Ein Stift 6 ist durch eine Positionieröffnung 9 des Leitungselementes 3 hindurchgeführt und legt mit den anderen nicht gezeigten Stiften 6 die Position des Leitungselementes 3 fest.
  • Das Leitungselement 3 ist als Flachbandkabel ausgeführt und weist nebeneinander liegende Leiterbahnen 13 auf, die allseitig von einem Isoliermaterial umgeben sind. Die Leiterbahnen 13 erstrecken sich in der Fig. 2 zur linken Seite hin und enden in den Kontaktabschnitten 14, die diesem Beispiel nicht von dem Isoliermaterial des Leitungsetementes 3 umgeben sind.
  • Die Anschlusselemente 10 bilden die Anschlussreihe 11 zwischen den Stiften 6, 7, wobei die Kontaktabschnitte 14 in einer Kontaktreihe 12 dergestalt über die nach oben weisenden Enden der Anschlusselemente 10 aufgebracht sind, dass die Anschlusselemente 10 die Kontaktabschnitte 14 durchdringen und aus ihnen hervorstehen. Dabei sind an den Durchdringungslöchern Kontaktlappen 16 hochgebogen, die aus dem leitenden Werkstoff der Kontaktabschnitte 14 bestehen. Diese Kontaktlappen 16 bilden in dieser Ausführung schon elektrisch leitende Verbindungen mit den Anschlusselementen 10.
  • Die hervorstehenden Enden der Anschlusselemente 10 sind hier in einfacher Ausführung zylinderförmig gezeigt, wobei sie in einem nächsten Schritt mit den Kontaktabschnitten 14 verschweißt werden, was vorzugsweise eine bekannte Laserverschweißung ist. Dabei wird das hervorstehende Ende eines jeden Anschlusselementes 10 auf den jeweiligen Kontaktabschnitt 14 abgeschmolzen.
  • Die Anschlusselemente 10 können aber auch mit einer Spitze ausgebildet sein, die beispielsweise eine oder mehrere Schneiden aufweist. Damit ist ein Durchdringen der Kontaktabschnitte 14 erleichtert, wobei eine elektrische Verbindung ebenfalls durch eine vergrößerte Oberfläche eines solchen Anschlusselementes 10 verbessert ist.
  • Zur Ermöglichung der Durchdringung der Kontaktabschnitte 14 sind diese mit Ausnehmungen 17 bzw. Einschnitten versehen, welche so genannte Stanzkonturen bilden, von denen einigen Beispiele in Fig. 3 dargestellt sind. Diese Stanzkonturen können ausgeführt sein, dass sie das Einfädeln der korrespondierenden Enden der Anschlusselemente 10 erleichtern und den gesamten Positioniervorgang des Leitungselementes 3 in Bezug auf die Anschlusselemente 10 unterstützen. Gleichzeitig wird die Geometrie der beim Durchdringen zu bildenden Kontaktlappen 16 vorher festgelegt.
  • Fig. 4 zeigt den zusammengebauten Zustand der erfindungsgemäßen Anordnung zum Anschluss der im Innern des hermetisch dichten Gehäuses 1 befindlichen elektronischen Schaltung. Die Leitungselemente 3 werden dann mit der entsprechenden Peripherie wie beispielsweise Sensoren, Aktuatoren, Steckverbinder und dergleichen in bekannter Weise verbunden.
  • Die Abdeckungen 4 sind mit den Schichten 19 jeweils verbunden, was vorzugsweise durch ein Heissstemmen erfolgt, wodurch auch eine bestimmte Dichtigkeit ermöglicht wird.
  • Somit bildet die erfindungsgemäße Anordnung ein gegenüber dem Stand der Technik kostengünstigeres Anschlusskonzept an Flachkabel als Leitungselemente 3 mit einem einfachen aber wirkungsvollen Schutz der Anschlussabschnitte 5.
  • Die Erfindung ist nicht auf die oben erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
  • Es ist auch möglich, dass die Kontaktreihe 12 der Kontaktabschnitte 14 des Leitungselementes 3 zur Laserverschweißung mit den Anschlusselemente 10 nicht abisoliert ist.
  • Auch die Herstellung einer elektrischen Verbindung ohne Laserverschweißung zwischen Anschlusselement 10 und Kontaktabschnitt 14 ist durch geeignete Geometrieauswahl des Endes des Anschlusselementes 10 und der Stanzkontur des Kontaktabschnitts 14 möglich. Es ist auch denkbar, dass der Kontaktabschnitt 14 keine Ausnehmung 17, sondern nur einen Einschnitt aufweist. Auch ohne einen Einschnitt kann bei geeignetem Werkzeug und geeigneter Spitze eine Verbindung ermöglicht sein.
  • Das Leiterelement 3 kann auch als eine flexible Leiterplatte, als ein Stanzgitter oder ein mit Kunststoff umspritztes Stanzgitter ausgebildet sein.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
  • 1 Gehäuse
    2 Grundplatte
    3 Leitungselement
    4 Abdeckung
    5 Anschlussabschnitt
    6 Erster Stift
    7 Zweiter Stift
    8 Öffnung
    9 Positionieröffnung
    10 Anschlusselement
    11 Anschlussreihe
    12 Kontaktreihe
    13 Leiterbahn
    14 Kontaktabschnitt
    15 Deckschicht
    16 Kontaktlappen
    17 Ausnehmung
    18 Isolation
    19 Schicht
    S1...3, S2-1...2 Verfahrensschritt

Claims (15)

  1. Anordnung zum elektrischen Anschluss einer elektronischen Schaltung in einem Gehäuse (1), insbesondere in einem hermetisch dichten Gehäuse (1), die mit zumindest einem Anschlusselement (10) in elektrischer Verbindung steht, mit einer Grundplatte (2), die mit dem Gehäuse (1) verbundenen ist und mindestens einen Anschlussabschnitt (5) umfasst, in welchem die Anschlusselemente (10) angeordnet sind, mit mindestens einem Leitungselement (3) mit Leiterbahnen (13), wobei das Leitungselement (3) Kontaktabschnitte (14) der Leiterbahnen (13) aufweist, welche auf die Anschlusselemente (10) zur Bildung eines elektrischen Anschlusses aufbringbar ausgebildet sind und mit einer Abdeckung (4) zum Schutz des Anschlussabschnitts (5),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Anschlusselemente (10) von einer auf der Grundplatte (2) im Bereich des Anschlussabschnittes (5) aufgespritzten oder aufgegossenen Schicht (19) aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff umgeben sind.
  2. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kontaktabschnitte (14) und/oder die Anschlusselemente (10) so ausgebildet sind, dass die Kontaktabschnitte (14) zur Bildung des elektrischen Anschlusses von den Anschlusselemente (10) durchdringbar sind.
  3. Anordnung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kontaktabschnitte (14) mit mindestens einer Ausnehmung (17) und/oder einem Einschnitt versehen sind, und/oder dass die Anschlusselemente (10) mit einer zur Durchdringung der Kontaktabschnitte (14) ausgebildeten Spitze und/oder Schneide versehen sind.
  4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anschlusselemente (10) mit den korrespondierenden Kontaktabschnitten (14) durch Verschweißung, vorzugsweise Laserverschweißung, verbunden sind.
  5. Anordnung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kontaktabschnitte (14) und/oder die Anschlusselemente (10) so ausgebildet sind, dass der elektrische Anschluss durch eine Einpressverbindung in Form einer Schneidklemmverbindung oder "Speed-Nut"-Verbindung gebildet ist.
  6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    im Anschlussabschnitt (5) auf der Grundplatte (2) innerhalb der Schicht (19) Stifte (6,7) angeordnet sind.
  7. Anordnung nach Anspruch 1.
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Oberfläche der Schicht (19) parallel zur Oberfläche der Grundplatte (2) in einem Abstand ausgebildet ist und gegenüber der Grundplatte (2) eine isolierende Auflage für das Leitungselement (3) bildet.
  8. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Leitungselement (3) Positionieröffnungen (9) aufweist, die mit in dem Anschlussabschnitt (5) angeordneten Stiften (6, 7) zusammenwirken.
  9. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Abdeckung (4) Öffnungen (8) aufweist, die mit den Stiften (6, 7) zusammenwirken, und dass die Abdeckung (4) auf dem Anschlussabschnitt (5) aufgebracht ist, wobei sie durch die Schicht (19) positioniert und an ihr befestigt ist.
  10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Leitungselement (3) ein Flachbandkabel (Flexible Flat Cable; FFC), eine flexible Leiterplatte, ein Stanzgitter oder ein mit Kunststoff umspritztes Stanzgitter ist.
  11. Verfahren zum Anschließen einer elektronischen Schaltung in einem Gehäuse (1), insbesondere in einem hermetisch dichten Gehäuse (1), die mit zumindest einem Anschlusselement (10) in elektrischer Verbindung steht, mit folgenden Verfahrensschritten:
    (S1) Aufspritzen oder Aufgießen einer die Anschlusselemente (10) umgebenden Schicht (19) aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff in einem Anschlussabschnitt (5) auf einer Grundplatte (2) des Gehäuses (1);
    (S2) Aufbringen von Kontaktabschnitten (14) des Leitungselementes (3) auf den Anschlusselementen (10);
    (S3) Anschließen der Schaltung durch Verbinden der Anschlusselemente (10) mit den Kontaktabschnitten (14).
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Verfahrensschritt (S2) folgende Teilschritte aufweist:
    (S2-1) Positionieren des Leitungselementes (3) auf der Schicht (19) durch Stifte (6, 7), die mit Positionieröffnungen (9) in dem Leitungselement (3) zusammenwirken; und (S2-2) Durchstoßen der Kontaktabschnitte (14) mit den Anschlusselementen (10) oder Einpressen der Anschlusselemente (10) in Ausnehmungen (17) bzw. Einschnitte der Kontaktabschnitte (14).
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Verfahrensschritt (S3) das Verbinden durch kaltes Kontaktieren der Anschlusselemente (10) mit den Kontaktabschnitten (14) erfolgt.
  14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Verfahrensschritt (S3) das Verbinden durch Verschweißen, vorzugsweise Laserschweißen, der Anschlusselemente (10) mit den Kontaktabschnitten (14) erfolgt.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Verfahrensshritt (S3) nach dem Verbinden ein Aufbringen der Abdeckung (4) auf den Anschlussabschnitt (5) erfolgt, wobei die Abdeckung (4) durch die Schicht (19) positioniert und an ihr befestigt wird.
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