EP2880716A1 - Belastungsminimierende elektrische durchkontaktierung - Google Patents

Belastungsminimierende elektrische durchkontaktierung

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Publication number
EP2880716A1
EP2880716A1 EP13739734.5A EP13739734A EP2880716A1 EP 2880716 A1 EP2880716 A1 EP 2880716A1 EP 13739734 A EP13739734 A EP 13739734A EP 2880716 A1 EP2880716 A1 EP 2880716A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact element
section
contact
plug
composite material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13739734.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Guyenot
Friedhelm Guenter
Roumen RATCHEV
Reiner Ramsayer
Andreas Fix
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2880716A1 publication Critical patent/EP2880716A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/03—Contact members characterised by the material, e.g. plating, or coating materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
    • H01R12/58—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals terminals for insertion into holes
    • H01R12/585—Terminals having a press fit or a compliant portion and a shank passing through a hole in the printed circuit board
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/16—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for manufacturing contact members, e.g. by punching and by bending

Definitions

  • Stress minimizing electrical feedthrough DE 10 2004 030 388 A1 relates to an article with a coating of electrically conductive polymer and a process for its production.
  • printed circuit boards are provided with a copper layer in which electrical conductors are produced by structuring.
  • a layer of an electrically conductive polymer is applied to the copper layer.
  • the copper or copper alloy layer is located between an electrically conductive base layer and a layer containing the conductive polymer.
  • DE 10 2009 001 461 A1 relates to a method for producing an electronic assembly.
  • the assembly is formed by two microelectrical components which are connected together.
  • the connection is established by means of a plurality of dielectric components, each of which has at least one conductor track.
  • Printed wiring is created by introducing a continuous cavity into the dielectric device and then filling it with an electrically conductive material.
  • the filler may be an electrically conductive polymer.
  • the lead wires of wired components and male connectors are inserted through openings in the printed circuit board.
  • the devices to be contacted may be capacitors, transistors, resistors, integrated circuits (IC's) and the like.
  • the listed components require different preparations, in which the connecting wires, which are also referred to as connection legs, are bent and cut to fit in a predetermined by the circuit board hole pattern or opening pattern.
  • the soldering of the components takes place.
  • the solder joint usually arises on the underside of the PCB.
  • the wave soldering or Schwalllöt compiler can be used. When wave soldering the circuit board is driven with its underside on a solder wave, which in contact with the component, the solder joint to the
  • Base creates.
  • a special version of this process is selective soldering. In this case, not only the entire assembly, but only a small part thereof - in some cases only a single component - is soldered by means of a "miniature wave.”
  • the selective soldering process is often the only possible soldering process when leaded components have to be soldered.
  • solder joints produced by the ⁇ - manufacturing process must be able to withstand a large number of temperature changes, without the function of the solder joint, on the one hand in terms of
  • thermomechanically induced stresses occur in the solder joints, which can lead to damage to the solder joints. These loads are due to both geometry factors in relation to all
  • THT soldering technology Due to the development trend towards the intramodular construction of control units, individual modules and not just individual components are connected to the actual circuit board by means of THT soldering technology. Especially for applications in the automotive sector, THT solder joints have to endure many temperature changes, without the function of the solder joint being significantly impaired in terms of their electrical conductivity and mechanical hold. Due to the temperature changes occur in the solder joints
  • thermomechanically induced loads that can lead to pre-damage of the solder joints.
  • the loads are determined by geometry factors of all components as well as by transient thermal loads.
  • a majority of components that are soldered by applications of the THT process, are soldered on one side power strips, which are preferably used in electronic control units.
  • Inserted pins, which are also referred to as pins, are made of bronze, which are mostly punched out of ribbons.
  • the plug-side material corresponds to the previously required material classes of car manufacturers.
  • solder-side materials are freely definable, that is, for example, metals or metal alloys based on aluminum for Are used, which are either directly solderable or can be made solderable by appropriate coating, for example, with a NiSn coating.
  • this aluminum-copper composite is an extruded profile comprising a Cu section and an Al section in a common plane.
  • the Cu section and the AI section may, on the one hand, lie in a common, horizontally extending plane, but said sections may also be arranged in mutually different, horizontally extending planes.
  • Both embodiments of the extruded profile have in common that the Cu section and the AI section are connected to one another within a transition region,
  • the contact element is made of an Al / Cu composite material, wherein the Cu portion forms the plug side of the contact element and the AI section of the Al / Cu composite material, the solder side of the contact element.
  • the contact elements are punched out of the Al / Cu material composite.
  • This offers the advantage of a very rational mass production and a very high utilization of the Al / Cu composite material with regard to accumulating residual material.
  • the inventively proposed from the Al / Cu composite material punched contact element has on the connector side a plug-side geometry in the form of
  • the connector pins form a composite material and can be interconnected by individual webs.
  • a lot-side geometry can be formed, which can be formed for example in the form of a contact bond with individual contact wires. It can the individual contact wires of the contact composite have the same lengths or each other different lengths.
  • the plug side of the contact element is further formed of a copper alloy, while on the solder side, an aluminum alloy is used, which has a lower stiffness with respect to the modulus of elasticity and a larger
  • Carrier substrate is located, cushioned.
  • the contact element as a whole has a longer damage-free time and thus a longer life.
  • the contact element made of an Al / Cu composite material whose Cu section and its AI section run in a common horizontal plane is a production technology particularly efficient production on a large scale of
  • Pre-fabricating the strand material of the Al / Cu composite material also the ability to accommodate different installation geometries of the contact element.
  • the Cu portion and the Al portion may not only be made to lie in a common plane, but there is a possibility that the two portions mentioned may also be in mutually different horizontal planes.
  • the two sections i. the Cu section and the Al section of the Al / Cu composite material of the extruded profile are interconnected within a transition region, i. go into each other.
  • the transition region is such that it also influences the mechanical stresses acting on the extruded profile during a punching process or the like.
  • FIG. 1 shows an Al / Cu composite material whose Cu section and its Al section lie in a common horizontal plane
  • FIG. 2 shows a contact element with a plug-side and a solder-side geometry
  • FIG. 3 shows a section through an Al / Cu composite material, in which the Al section and the Cu section lie in mutually different horizontal planes.
  • Embodiments The illustration according to FIG. 1 shows, in a perspective top view, an Al / Cu material composite whose Cu section and its Al section extend in a common horizontal plane.
  • an extruded profile 40 of an Al / Cu composite material 36 comprises a Cu section 42 and an Al section 44.
  • Said sections 42 and 44 are represented by aluminum alloys or Cu alloys, which are interconnected within a transition region 38.
  • the illustration according to FIG. 1 shows that in the transition region 38 between the Cu section 42 and the AI section 44 in a horizontal plane 46, an arrow-shaped end 42 of the Cu section 42 in a complementarily configured receptacle 54 of the Al section 44 protrudes.
  • the two sections i.
  • the Cu section 42 and the AI section 44 are connected to one another in a material and non-positive manner, so that an Al / Cu composite material 36 consisting of the aforementioned sections 42, 44 results, which also contains mechanical stresses which occur, for example, in a punching process of the invention proposed contact element 10 acting on the Al / Cu composite material 36, withstand.
  • the Cu section 42 represents a plug side 14 of a contact element 10
  • a solder side 16 of the contact element 10 is formed by the Al section 44 of the Al / Cu composite material 36.
  • the transition region 38 with arrow-shaped end 52 and complementarily configured receptacle 54 can also others
  • Transition geometries in the transition region 38 between the Cu section 42 and the AI section 44 of the Al / Cu composite material 36 may be formed.
  • FIG. 2 shows a plan view of a contact element proposed according to the invention from the Al / Cu material composite according to FIG.
  • the plan view according to FIG. 2 shows that the contact element 10 comprises a number of plug pins 12 on its plug side 14 formed by the Cu section 42.
  • the individual plug pins 12 on the plug side 14 are interconnected by webs 26 and form a plug-side geometry 32.
  • the plug-side geometry 32 is formed by the already mentioned in connection with Figure 1 Cu section 42 of
  • Extruded profiles 40 formed as Al / Cu composite material 36 given.
  • the webs 26 are provided with individual openings 30.
  • the contact element 10 comprises the solder side 16, which is provided by the Al section 44 of the Al / Cu composite material 36. From the illustration according to FIG. 2 it can be seen that in this area, i. has on the solder side 16 contact elements 10 individual contact wires 56.
  • the individual contact wires 56 include a soldering tip 28, wherein the individual contact wires 56 may be formed in different lengths. From the illustration according to FIG. 2, it can be seen that the individual contact wires 56 in the representation according to FIG. 2 can have either a first length, a second length 22 and a third length 24.
  • the contact wires 56 could also have a uniform length, irrespective of the first length 20, the second length 22 and the third length 24.
  • the contact wires 56 form a contact bond 18 and represent a solder-side geometry 34 of the contact element 10.
  • the representation according to FIG. 2 shows that the soldering tips 28 of the contact wires 56, which represent the solder-side geometry 34, are made of aluminum.
  • the contact wires 56 of the contact composite 18 are formed in the Al portion 44 of the Al / Cu composite material 36.
  • the soldering tips 28 are formed from the Al portion 44 of the Al / Cu composite material 36, and have a lower rigidity with respect to the modulus of elasticity, and a larger coefficient of thermal expansion.
  • the connector pins are still made of a Cu alloy, which forms the Cu section 42 of the Al / Cu composite material 36.
  • Plug pins 12 in the region of the plug side 14 of the contact element 10, for example by bending, rotation and tensile stress and the like, is part of the damaging loads by the much more flexible properties aluminum material of the solder side 16, formed by the AI section 44 of Al / Cu Composite material 36 cushioned, so that a longer damage-free time and thus a longer life of the invention proposed contact element 10 is expected.
  • the illustration according to Figure 2 is a possible embodiment variant of one of the
  • FIG. 3 shows a further possible embodiment variant of the Al / Cu composite material according to the representation in FIG. 1.
  • the Cu section 42 of the Al / Cu composite material 36 and the AI section 44 of the Al / Cu composite material 36 also have the geometry shown in Figure 3.
  • Extruded profile 40 as shown in Figure 3, the transition region 38 between the Cu section 42 and the AI section 44 in the Kröpfungsebene, i. in a vertical plane in which there is a transition from the first horizontal plane 48 into the second horizontal plane 50 of the extruded profile 40 of the Al / Cu composite material 36.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kontaktelement (10) mit einer Steckerseite (14) und einer mit einer Leiterplatte bzw. einem Trägersubstrat zu kontaktierenden Lötseite (16). Das Kontaktelement (10) ist aus einem Al/Cu-Materialverbund (36) gefertigt, dessen Cu-Abschnitt (42) die Steckerseite (14) und dessen Al-Abschnitt (44) die Lötseite (16) des Kontaktelementes (10) bilden.

Description

Beschreibung Titel
Belastungsminimierende elektrische Durchkontaktierung Stand der Technik DE 10 2004 030 388 A1 bezieht sich auf einen Artikel mit einer Beschichtung von elektrisch leitfähigem Polymer und ein Verfahren zu deren Herstellung. Gemäß dieser Lösung sind Leiterplatten mit einer Kupferschicht versehen, in welcher durch Strukturierung elektrische Leiter erzeugt werden. Zum Erhalt der Lötfähigkeit und zum Schutz vor Oxidation wird eine Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Polymer auf die Kupferschicht aufgetragen. Die Kupfer- oder Kupferlegierungsschicht befindet sich zwischen einer elektrisch leitend ausgebildeten Basisschicht und einer das leitfähige Polymer enthaltenden Schicht.
DE 10 2009 001 461 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Baugruppe. Die Baugruppe wird durch zwei mikroelektrische Bauelemente gebildet, die miteinander verbunden werden. Die Herstellung der Verbindung erfolgt mittels mehrerer dielektrischer Bauelemente, die jeweils mindestens eine Leiterbahn aufweisen. Die
Leiterbahn wird durch das Einbringen eines durchgängigen Hohlraumes in das dielektrische Bauelement und anschließendem Füllen mit einem elektrisch leitfähigen Material erzeugt. Bei dem Füllmaterial kann es sich um ein elektrisch leitfähiges Polymer handeln.
Zur elektrischen Kontaktierung wird das THT-Fertigungsverfahren (Through Hole
Technology) eingesetzt. Gemäß dieses Fertigungsverfahrens werden die Anschlussdrähte bedrahteter Bauteile sowie Messerleisten durch Öffnungen in der Leiterplatte gesteckt. Bei den zu kontaktierenden Bauelementen kann es sich um Kondensatoren, Transistoren, Widerstände, Integrated Circuits (IC's) und dergleichen mehr handeln. Die aufgezählten Bauteile benötigen unterschiedliche Vorbereitungen, bei denen die Anschlussdrähte, die auch als Anschlussbeinchen bezeichnet werden, gebogen und zugeschnitten werden, so dass diese in ein durch die Leiterplatte vorgegebenes Bohrbild bzw. Öffnungsmuster passen. Nach der Vorbereitung der Bauteile und der Bestückung der Leiterplatte mit diesen, erfolgt das Löten der Bauteile. Die Lötverbindung entsteht in der Regel auf der Unterseite der Leiterplatte. Hierfür kann auf das Wellenlötverfahren oder auch Schwalllötverfahren zurückgegriffen werden. Beim Wellenlöten wird die Leiterplatte mit ihrer Unterseite über eine Lotwelle gefahren, welche bei Kontakt mit dem Bauteil die Lötverbindung an dessen
Unterseite herstellt. Eine Sonderausführung dieses Verfahrens ist das Selektivlöten. Hierbei wird nicht die ganze Baugruppe, sondern nur ein kleiner Teil davon - teilweise nur ein einziges Bauteil - mittels einer„Miniatur-Welle" gelötet. Das Selektivlötverfahren ist häufig das einzig mögliche Lötverfahren, wenn bedrahtete Bauelemente gelötet werden müssen.
Insbesondere bei Anwendungen im Automobilbereich müssen die mittels des ΤΉΤ- Fertigungsverfahrens hergestellten Lötstellen eine große Anzahl von Temperaturwechseln ertragen können, ohne dass die Funktion der Lötstelle, einerseits hinsichtlich der
elektrischen Leitfähigkeit und andererseits hinsichtlich des mechanischen Haltes signifikant beeinträchtigt wird. Durch die Temperaturwechsel entstehen in den Lötstellen jedoch thermomechanisch induzierte Belastungen, die zur Schädigung der Lötstellen führen können. Diese Belastungen sind sowohl durch Geometriefaktoren in Bezug auf alle
Komponenten bestimmt und des Weiteren von transient thermischen Zuständen
(Temperatur-Zeit-Profilen) abhängig.
Durch den Entwicklungstrend hin zum intramodularen Aufbau von Steuergeräten, werden einzelne Module und nicht nur einzelne Bauelemente im Wege der THT-Löttechnik mit der eigentlichen Leiterplatte verbunden. Insbesondere für Anwendungen im Automobilbereich müssen THT-Lötstellen viele Temperaturwechsel ertragen, ohne dass die Funktion der Lötstelle hinsichtlich ihrer elektrischen Leitfähigkeit und des mechanischen Haltes signifikant beeinträchtigt wird. Durch die Temperaturwechsel entstehen in den Lötstellen
thermomechanisch induzierte Belastungen, die zur Vorschädigung der Lötstellen führen können. Die Belastungen sind sowohl durch Geometriefaktoren aller Komponenten bestimmt, als auch von transient thermischen Belastungen abhängig. Bei einem Großteil von Bauteilen, die durch Anwendungen des THT-Verfahrens verlötet werden, handelt es sich um einseitig gelötete Steckerleisten, die bevorzugt in elektronischen Steuergeräten eingesetzt werden. Eingesetzte Kontaktstifte, die auch als Pins bezeichnet werden, werden aus Bronze gefertigt, die größtenteils aus Bändern herausgestanzt werden. Dabei ist es jedoch zwingend notwendig, dass das steckseitige Material den bisherigen geforderten Materialklassen der Automobilhersteller entspricht. Die lötseitigen Materialien hingegen sind frei definierbar, d.h. es können hier beispielsweise Metalle oder Metalllegierungen auf Aluminiumbasis zum Einsatz kommen, die entweder direkt lötfähig sind oder durch entsprechende Beschichtung, beispielsweise mit einer NiSn-Beschichtung lötfähig gemacht werden kann.
Darstellung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, zur Verbesserung der Temperaturwechselfestigkeit an den einzulötenden Kontaktstiften bzw. Kontaktpins einen Aluminium-Kupfer-Verbund einzusetzen. Bei diesem Aluminium-Kupfer-Verbund handelt es sich beispielsweise um ein Strangprofil, welches in einer gemeinsamen Ebene eine Cu-Abschnitt und einen AI-Abschnitt umfasst. Der Cu-Abschnitt und der AI-Abschnitt können einerseits in einer gemeinsamen, horizontal verlaufenden Ebene liegen, die genannten Abschnitte können aber auch in voneinander verschiedenen sich horizontal erstreckenden Ebenen angeordnet sein. Beiden Ausführungsmöglichkeiten des Strangprofiles ist gemeinsam, dass der Cu-Abschnitt und der AI-Abschnitt innerhalb eines Übergangsbereiches miteinander verbunden sind,
beispielsweise in dem ein pfeilförmig ausgeführtes Ende eines der beiden Abschnitte in eine komplementär konfigurierte Aufnahme des jeweils anderen der beiden Abschnitte hineinragt. Die Abschnitte sind innerhalb des Übergangsbereiches stoffschlüssig miteinander gefügt sind. Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, ist das Kontaktelement aus einem Al/Cu-Materialverbund gefertigt, wobei dessen Cu-Abschnitt die Steckerseite des Kontaktelementes und der AI-Abschnitt des Al/Cu-Materialverbundes die Lötseite des Kontaktelementes bildet.
Bevorzugt werden die Kontaktelemente, seien sie eine gemeinsame Ebene in Bezug auf Lötseite und Steckerseite aufweisend, oder seien die Lötseite und die Steckerseite in unterschiedlich liegenden Ebenen ausgeführt, aus dem Al/Cu-Materialverbund ausgestanzt. Dies bietet den Vorteil einer sehr rationellen Großserienhersteilbarkeit und einer sehr hohen Ausnutzung des Al/Cu-Materialverbundes hinsichtlich von anfallendem Restmaterial.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene aus dem Al/Cu-Materialverbund ausgestanzte Kontaktelement weist auf der Steckerseite eine steckerseitige Geometrie in Form von
Steckerpins auf. Die Steckerpins bilden einen Materialverbund und können durch einzelne Stege miteinander verbunden sein. Auf der Lötseite, d.h. des Aluminiumabschnittes des Strangprofiles kann eine lotseitige Geometrie ausgebildet werden, die beispielsweise in Form eines Kontaktverbundes mit einzelnen Kontaktdrähten ausgebildet sein kann. Dabei können die einzelnen Kontaktdrähte des Kontaktverbundes gleiche Längen oder auch jeweils voneinander unterschiedliche Längen aufweisen.
Vorteile der Erfindung
In vorteilhafter Weise kann durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Kontaktelement erreicht werden, dass einerseits die Steckerseite des Kontaktelementes weiterhin aus einer Kupferlegierung gebildet wird, während auf der Lötseite eine Aluminiumlegierung eingesetzt wird, die eine geringere Steifigkeit in Bezug auf den E-Modul und einen größeren
Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Bei einer thermisch induzierten Belastung auf den Steckerpin, in Form von Biegung, Drehung oder Zugbeanspruchung, wird ein Teil dieser mechanischen Belastung, die eine Schädigung des Kontaktelementes bewirken kann, durch das flexiblere Aluminiummaterial, welches sich auf der Leiterplattenseite bzw. dem
Trägersubstrat befindet, abgefedert. Das Kontaktelement insgesamt gesehen weist eine längere schadensfreie Zeit und damit eine höhere Lebensdauer auf.
Wird das Kontaktelement aus einem Al/Cu-Materialverbund gefertigt, dessen Cu-Abschnitt und dessen AI-Abschnitt in einer gemeinsamen horizontalen Ebene verlaufen, ist eine fertigungstechnisch besonders rationelle Produktion im Großserienmaßstab des
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kontaktelementes möglich. Andererseits bietet die
Vorkonfektionierung des Strangmaterials des Al/Cu-Materialverbundes auch die Möglichkeit, unterschiedlichen Einbaugeometrien des Kontaktelementes Rechnung zu tragen. So können beispielsweise der Cu-Abschnitt und der AI-Abschnitt nicht nur in einer gemeinsamen Ebene liegend ausgeführt sein, vielmehr besteht die Möglichkeit, dass die beiden genannten Abschnitte auch in voneinander verschiedenen horizontalen Ebenen verlaufen.
Die beiden Abschnitte, d.h. der Cu-Abschnitt und der AI-Abschnitt des Al/Cu- Materialverbundes des Strangprofiles sind innerhalb eines Übergangsbereiches miteinander verbunden, d.h. gehen ineinander über. Der Übergangsbereich ist hinsichtlich seiner mechanischen Festigkeit so beschaffen, dass dieser auch den mechanischen Belastungen, die bei einem Ausstanzprozess oder dergleichen auf das Strangprofil einwirken,
widerstehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben. Es zeigt: Figur 1 einen Al/Cu-Materialverbund, dessen Cu-Abschnitt und dessen AI-Abschnitt in einer gemeinsamen horizontalen Ebene liegen,
Figur 2 ein Kontaktelement mit einer steckerseitigen und einer lötseitigen Geometrie, Figur 3 einen Schnitt durch einen Al/Cu-Materialverbund, in welchem der AI-Abschnitt und der Cu-Abschnitt in voneinander verschiedenen horizontalen Ebenen liegen.
Ausführungsvarianten Der Darstellung gemäß Figur 1 ist in perspektivischer Draufsicht ein Al/Cu-Materialverbund zu entnehmen, dessen Cu-Abschnitt und dessen AI-Abschnitt in einer gemeinsamen horizontalen Ebene verlaufen.
Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht hervor, dass ein Strangprofil 40 eines Al/Cu- Materialverbundes 36 einen Cu-Abschnitt 42 und einen AI-Abschnitt 44 umfassen. Die genannten Abschnitte 42 bzw. 44 werden durch Aluminiumlegierungen oder Cu-Legierungen dargestellt, die innerhalb eines Übergangsbereiches 38 miteinander verbunden sind. Aus der Darstellung gemäß Figur 1 geht hervor, dass im Übergangsbereich 38 zwischen dem Cu- Abschnitt 42 und dem AI-Abschnitt 44 in einer horizontalen Ebene 46 ein pfeilförmiges Ende 42 des Cu-Abschnittes 42 in einer komplementär konfigurierten Aufnahme 54 des AI- Abschnittes 44 hineinragt. Innerhalb des Übergangsbereiches 38 sind die beiden Abschnitte, d.h. der Cu-Abschnitt 42 und der AI-Abschnitt 44 stoff- und kraftschlüssig miteinander verbunden, so dass sich ein aus den genannten Abschnitten 42, 44 bestehender Al/Cu- Materialverbund 36 ergibt, der auch mechanischen Belastungen, die beispielsweise bei einem Ausstanzprozess des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kontaktelementes 10 auf den Al/Cu-Materialverbund 36 einwirken, standhält.
In der Darstellung gemäß Figur 1 ist gezeigt, dass der Cu-Abschnitt 42 eine Steckerseite 14 eines Kontaktelements 10 darstellt, während eine Lötseite 16 des Kontaktelementes 10 durch den AI-Abschnitt 44 des Al/Cu-Materialverbundes 36 gebildet wird. Anstelle der in Figur 1 dargestellten Geometrie in Bezug auf den Übergangsbereich 38 mit pfeilförmigem Ende 52 und komplementär konfigurierter Aufnahme 54 können auch andere
Übergangsgeometrien im Übergangsbereich 38 zwischen dem Cu-Abschnitt 42 und dem AI- Abschnitt 44 des Al/Cu-Materialverbundes 36 gebildet sein.
Der Darstellung gemäß Figur 2 ist eine Draufsicht auf ein aus dem Al/Cu-Materialverbund gemäß Figur 1 erfindungsgemäß vorgeschlagenes Kontaktelement zu entnehmen.
Aus der Draufsicht gemäß Figur 2 geht hervor, dass das Kontaktelement 10 auf seiner durch den Cu-Abschnitt 42 gebildeten Steckerseite 14 eine Reihe von Steckerpins 12 umfasst. Die einzelnen Steckerpins 12 auf der Steckerseite 14 sind durch Stege 26 miteinander verbunden und bilden eine steckerseitige Geometrie 32. Die steckerseitige Geometrie 32 ist durch den in Zusammenhang mit Figur 1 bereits erwähnten Cu-Abschnitt 42 des
Strangprofiles 40, ausgebildet als Al/Cu-Materialverbund 36 gegeben. Die Stege 26 sind mit einzelnen Öffnungen 30 versehen.
Des Weiteren umfasst das Kontaktelement 10 gemäß der Draufsicht in Figur 2 die Lötseite 16, die durch den AI-Abschnitt 44 des Al/Cu-Materialverbundes 36 gegeben ist. Aus der Darstellung gemäß Figur 2 geht hervor, dass in diesem Bereich, d.h. auf der Lötseite 16 Kontaktelemente 10 einzelne Kontaktdrähte 56 aufweist. Die einzelnen Kontaktdrähte 56 umfassen eine Lötspitze 28, wobei die einzelnen Kontaktdrähte 56 in unterschiedlichen Längen ausgebildet sein können. Aus der Darstellung gemäß Figur 2 geht hervor, dass die einzelnen Kontaktdrähte 56 in der Darstellung gemäß Figur 2 entweder eine erste Länge, eine zweite Länge 22 sowie eine dritte Länge 24 aufweisen können.
Neben der in Figur 2 dargestellten Darstellung der Kontaktdrähte 56 in den unterschiedlichen Längen 20, 22 und 24, könnten die Kontaktdrähte 56 auch eine einheitliche Länge aufweisen, unabhängig von der ersten Länge 20, der zweiten Länge 22 und der dritten Länge 24.
Die Kontaktdrähte 56 bilden einen Kontaktverbund 18 und stellen eine lötseitige Geometrie 34 des Kontaktelementes 10 dar.
In Rückgriff auf Figur 1 und die Kontaktdrähte 56 der lötseitigen Geometrie 34 sind durch den AI-Abschnitt 44 des Al/Cu-Materialverbundes 36 gegeben, wohingegen die Steckerpins 12 gemäß der steckerseitigen Geometrie 32 durch die einzelnen Steckerpins 12 - hier in einer einheitlichen Länge ausgebildet - dargestellt sind.
Der Darstellung gemäß Figur 2 ist zu entnehmen, dass die Lötspitzen 28 der Kontaktdrähte 56, die lötseitige Geometrie 34 darstellend, aus Aluminium bestehen. Die Kontaktdrähte 56 des Kontaktverbundes 18 sind nämlich im AI-Abschnitt 44 des Al/Cu-Materialverbundes 36 ausgebildet. Die Lötspitzen 28 sind aus im AI-Abschnitt 44 des des Al/Cu-Materialverbundes 36 ausgebildet, und weisen eine geringere Steifigkeit in Bezug auf den E-Modul auf, ferner einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten. Innerhalb der Steckerseite 14 sind die Steckerpins nach wie vor aus einer Cu-Legierung gefertigt, welche den Cu-Abschnitt 42 des Al/Cu-Materialverbundes 36 bildet. Bei thermisch induzierten Belastungen auf die
Steckerpins 12 im Bereich der Steckerseite 14 des Kontaktelementes 10, beispielsweise durch Biegung, Drehung und Zugbeanspruchung und dergleichen, wird ein Teil der schädigenden Belastungen durch das wesentlich flexiblere Eigenschaften aufweisende Aluminiummaterial der Lötseite 16, gebildet durch den AI-Abschnitt 44 des Al/Cu- Materialverbundes 36 abgefedert, so dass eine längere schadensfreie Zeit und damit eine höhere Lebensdauer des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kontaktelementes 10 zu erwarten ist. Der Darstellung gemäß Figur 2 ist eine mögliche Ausgestaltungsvariante eines aus dem
Al/Cu-Materialverbund 36 gemäß der Darstellung in Figur 1 zu entnehmen.
Selbstverständlich können abweichend zur Geometrie des Kontaktelementes 10 gemäß der Darstellung in Figur 2 auf dessen Steckerseite 14 und dessen Lötseite 16 auch andere Geometrien aus dem in Figur 1 dargestellten Al/Cu-Materialverbund 36 ausgestanzt oder auf eine andere Weise erzeugt werden.
Figur 3 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltungsvariante des Al/Cu-Materialverbundes gemäß der Darstellung in Figur 1. Alternativ zur Darstellung gemäß Figur 1 , in welcher der Al/Cu-Materialverbund 36 in einer gemeinsamen horizontalen Ebene 46 verläuft, kann der Cu-Abschnitt 42 des Al/Cu- Materialverbundes 36 sowie der AI-Abschnitt 44 des Al/Cu-Materialverbundes 36 auch die in Figur 3 dargestellte Geometrie aufweisen. Diese unterscheidet sich von der in Figur 1 dargestellten Geometrie des Al/Cu-Materialverbundes 36, der in einer gemeinsamen horizontalen Ebene 46 verläuft, dadurch, dass der Cu-Abschnitt 42 sich in einer ersten horizontalen Ebene 48 erstreckt, und sich der AI-Abschnitt 44 in einer dazu verschiedenen, zweiten horizontalen Ebene 50 erstreckt. Die erste horizontale Ebene 48 und die zweite horizontale Ebene 50 der Ausführungsvariante des Strangprofiles 40 gemäß Darstellung in Figur 3 zeigt, dass der Cu-Abschnitt 42 und der AI-Abschnitt 44 des Strangprofiles 40 in unterschiedlichen zueinander versetzt orientierten horizontalen Ebenen 48 bzw. 50 verlaufen kann. Dies ist abhängig von dem Halbzeug, d.h. von dem Strangprofil 40, in welchem die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kontaktelemente 10 ausgestanzt werden oder anderweitig erzeugt werden können. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass gemäß der Ausführungsvariante des
Strangprofiles 40 gemäß der Darstellung in Figur 3 der Übergangsbereich 38 zwischen dem Cu-Abschnitt 42 und dem AI-Abschnitt 44 in der Kröpfungsebene liegt, d.h. in einer vertikalen Ebene, in welcher ein Übergang von der ersten horizontalen Ebene 48 in die zweite horizontale Ebene 50 des Strangprofiles 40 des Al/Cu-Materialverbundes 36 vorliegt.

Claims

Ansprüche
1 . Kontaktelement (10) mit einer Steckerseite (14) und einer mit einer Leiterplatte oder einem Trägersubstrat zu kontaktierenden Lötseite (16), dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (10) aus einem Al/Cu-Materialverbund (36) gefertigt ist, dessen Cu- Abschnitt (42) die Steckerseite (14) und dessen AI-Abschnitt (44) die Lötseite (16) des Kontaktelementes (10) bildet.
2. Kontaktelement gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Cu-Abschnitt (42) und der AI-Abschnitt (44) in einer gemeinsamen horizontal verlaufenden Ebene (46) liegen.
3. Kontaktelement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Cu-Abschnitt (42) und der AI-Abschnitt (44) in voneinander verschiedenen horizontalen Ebenen (48, 50) verlaufen.
4. Kontaktelement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen dem Cu-Abschnitt (42) und dem AI-Abschnitt (44) ein Übergangsbereich (38) verläuft.
5. Kontaktelement gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich (38) ein pfeilförmiges Ende (52) des Cu-Abschnittes (429 in eine komplementär ausgebildete Aufnahme (54) des AI-Abschnittes (44) übergeht.
6. Kontaktelement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass dieses aus dem Al/Cu-Materialverbund (36) ausgestanzt ist.
7. Kontaktelement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (10) auf der Steckerseite (14) eine steckerseitige Geometrie (32) in Form von Steckerpins (12) umfasst.
8. Kontaktelement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (10) auf der Lötseite (16) eine lötseitige Geometrie (34) in Form eines Kontaktverbundes (18) einzelner Kontaktdrähte (56) aufweist.
9. Kontaktelement gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktdrähte (56) auf der Lötseite (16) unterschiedliche Längen (20, 22, 24) haben.
10. Verwendung des Kontaktelementes (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 in
Stecker- und/oder Messerleisten zur Kontaktierung elektronischer Bauelemente.
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