EP4295447A1 - Elektrische verbindungsvorrichtung - Google Patents

Elektrische verbindungsvorrichtung

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EP4295447A1
EP4295447A1 EP21847493.0A EP21847493A EP4295447A1 EP 4295447 A1 EP4295447 A1 EP 4295447A1 EP 21847493 A EP21847493 A EP 21847493A EP 4295447 A1 EP4295447 A1 EP 4295447A1
Authority
EP
European Patent Office
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conductor
electrical
prong
contacting element
connecting device
Prior art date
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Pending
Application number
EP21847493.0A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jivan Kapoor
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4295447A1 publication Critical patent/EP4295447A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H01R4/2416—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type
    • H01R4/242—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having insulation-cutting edges, e.g. of tuning fork type the contact members being plates having a single slot

Definitions

  • the invention relates to a connecting device, in particular for connecting an electrical and/or electronic component to a conductor substrate, and an assembly comprising such a connecting device.
  • Electrical and/or electronic components often include conductors that are in the form of high-frequency stranded wires. These conductors, designed as stranded wires, comprise a plurality of isolated individual conductors that are combined into a bundle. The high-frequency strands reduce losses in the components due to heating caused by skin and proximity effects.
  • the conductors designed as stranded wires are electrically contacted with a THT or SMD pin in order to be able to connect the electrical and/or electronic component to a conductor substrate, for example a printed circuit board. Connecting the stranded wire to the THT or SMD pin becomes difficult when the number of individual conductors that make up the stranded wire becomes very high and these have a small diameter.
  • a large number of individual conductors makes handling and applying solder to the connection point or penetrating and contacting the bundle of strands with solder difficult. Furthermore, individual conductors formed from copper and having a small diameter, for example, can dissolve in the solder or in the solder of soldering baths if long soldering times are required or must be sought for the desired contacting.
  • a connecting device in particular for connecting an electrical and/or electronic component to a conductor substrate.
  • the connecting device comprises an electrically conductive contacting element and an electrical conductor, one end of the electrical conductor being electrically conductively connected to the contacting element.
  • the contacting element is fork-shaped with at least one first prong and at least one second prong, the first prong being spaced apart from the second prong by a gap, the end of the electrical conductor being arranged in the gap between the first prong and the second prong and is electrically conductively connected to the first prong and/or the second prong.
  • the connecting device with the features of the independent claim has the advantage that an electrical connection that is easy to manufacture and at the same time stable and good can be realized between the conductor and the contacting element.
  • a conductor of an electrical and/or electronic component can advantageously be contacted well and easily with the contacting element.
  • the contacting element can then be soldered to a conductor substrate, for example to a printed circuit board, for example by means of a foot formed on the contacting element.
  • the space between the prongs of the fork-shaped contacting element represents an advantageously good receptacle for the end of the conductor, in which the end of the conductor is held and can then advantageously be easily and easily soldered or welded to the contacting element.
  • winding the end of the conductor around the contacting element for example, to make contact with the contacting element, it can easily be accommodated in the space between the prongs of the contacting element.
  • the electrical conductor is in the form of a stranded wire that includes a plurality of individual conductors, in particular individual wires.
  • a conductor designed in this way is advantageously flexible and can advantageously be fitted well into the space between the prongs of the fork-shaped contacting element.
  • the end of a conductor designed as a stranded wire can advantageously be easily deformed, in particular pressed flat.
  • it can simply be inserted into the intermediate space between the tines, which is elongate, for example, and can be connected there to the contacting element, for example by soldering or welding.
  • the end of the conductor between the prongs of the contacting element can advantageously be held well during the soldering or welding process.
  • the electrical conductor designed as a stranded wire is fanned out at the end, so that the individual conductors are arranged at least partially one above the other in the space between the prongs.
  • the electrical conductor is thus flat at the end.
  • the individual conductors are not arranged as a bundle with a substantially circular cross section, as is the case in other areas of the conductor, for example, but are fanned out.
  • the individual conductors are thus arranged at least partially one above the other in the intermediate space.
  • the conductor has a flattened cross-section at the end compared to the otherwise circular cross-section.
  • an advantageously large number of individual conductors can rest against the prongs of the contacting element and be electrically conductively connected to them, in particular soldered or welded.
  • the contact surface between the end of the conductor and the contacting element is advantageously increased in this way, and an advantageously good electrical contact is thus established between the conductor and the contacting element. Due to the fanned-out end and the openly penetrable strand cross-section directly on the contacting element to be connected, the individual conductors are more accessible to the solder for connecting the conductor to the contacting element and a better connection of the conductor to the contacting element can thus be achieved.
  • a structure is formed on one of the second prongs facing side of the first prong and / or on one of the first Prong facing side of the second prong.
  • the structure is in electrical contact with the end of the electrical conductor.
  • the structure advantageously improves the contact between the conductor and the contacting element.
  • the structure can advantageously hold the end of the conductor in the space between the tines and advantageously enlarge the contact surfaces between the end of the conductor, the contacting element and, for example, a solder, so that a particularly good and stable electrical connection is produced between the conductor and the contacting element is.
  • the structure is designed in the manner of a barb with teeth, the teeth protruding from the respective prong towards the space between the prongs and being in electrical contact with the end of the conductor arranged in the space.
  • the end of the conductor is thus held in the intermediate space by the teeth on the first prong and/or on the second prong of the contacting element.
  • individual conductors or bundles of individual conductors can also be held at the end of the conductor between the teeth, in particular also between consecutive teeth on a prong.
  • the prongs are spaced apart from one another by a distance, the distance being less than a diameter of the electrical conductor in the area in front of the end of the electrical conductor.
  • the end of the conductor is also flattened and the conductor no longer has a circular cross-section at the end.
  • the end of the conductor is completely located in the space between the prongs of the fork-shaped contacting element.
  • the end of the conductor When inserting the conductor into the space between the prongs, which is narrow compared to the otherwise circular cross-section of the conductor, the end of the conductor can be flattened so that the individual conductors are arranged one above the other in the space and the end of the conductor has a cross-section that is flattened compared to the rest of the conductor assumes
  • the individual conductors are thus made accessible over a larger area, for example for the soldering process or the welding process, and an advantageously good connection can be produced between the contacting element and the conductor.
  • a foot for fastening the electrically conductive contacting element to the conductor substrate is formed on the electrically conductive contacting element.
  • the foot can be soldered onto the conductor substrate, for example in an SMD process.
  • the connecting device can be used to connect an electrical and/or electronic component with a conductor, which is connected to the contacting element, to the conductor substrate by means of an SMD process.
  • the contacting element is in the form of an SMD pin, which has a fork-like shape with the two prongs at one end of the pin and the foot at the other end.
  • the end of the electrical conductor is soldered or welded to the electrically conductive contacting element, in particular soldered or welded to at least one of the prongs of the electrically conductive connecting element.
  • laser welding or laser soldering can be used for the connection.
  • the fanning out of the stranded wire can advantageously also be used to remove insulating layers, for example made of lacquer, from around the individual conductors.
  • the tines of the electrically conductive connecting element are pressed against one another, so that the end of the electrical conductor is clamped between the tines.
  • the prongs of the electrically conductive connecting element are thus pressed against one another during manufacture of the connecting device, with the end of the conductor additionally being fastened.
  • the end of the conductor can advantageously be pressed together when the tines are pressed together, so that the individual conductors of the conductor fan out further in the intermediate space along the longitudinal extension of the tines, thus creating an advantageously large contact surface between the tines and the conductor, and solder penetration is supported.
  • an assembly comprising an electrical connection device according to any one of the preceding claims, wherein the assembly further at least one electrical and / or electronic Component and at least one conductor substrate, wherein the conductor is designed for electrical contacting of the electrical and/or electronic component and the contacting element is electrically conductively connected to the conductor substrate, in particular soldered.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of an assembly with an electrical and/or electronic component and a conductor substrate, which are connected by means of an electrical connecting device.
  • the electrical and/or electronic component 2 is electrically conductively connected to the conductor substrate 3 by means of a connecting device 1 .
  • the conductor substrate 3 can be, for example, a printed circuit board or a power substrate, for example a DBC substrate.
  • the electrical and/or electronic component 2 can, for example, be an inductive component, for example a choke or a transformer.
  • the electrical and/or electronic component 2 can be arranged, for example, in a housing 30, for example made of plastic.
  • An electrical conductor 20 is provided for connecting the electrical and/or electronic component 2 .
  • the electrical and/or electronic component 2 can be electrically contacted via the electrical conductor 20 .
  • the electrical and/or electronic component 2 can be electrically connected to other conductors, for example conductor tracks of a conductor substrate 3 or other electrical and/or electronic components.
  • this electrical and/or electronic component 2 is designed, for example, as an inductive component, the conductor 20 can be wound, for example, around a magnetically active core (not shown) and in this way form, for example, a choke or a transformer.
  • other conductors can also be provided, on which the electrical and/or electronic component 2 can be electrically contacted.
  • the conductor 20 is designed as a stranded wire 22, in particular as a high-frequency stranded wire.
  • the stranded wire 22 includes a plurality of individual conductors 23.
  • the individual conductors 23 are combined in the stranded wire 22 as a bundle.
  • a stranded wire 22 can comprise more than 100 individual conductors 23, for example.
  • each individual conductor 23 is electrically insulated from the other individual conductors 23 by an insulating layer.
  • the individual conductors 23 can be designed as individual wires, for example.
  • the individual conductors 23 can, for example, each have a diameter of less than 500 micrometers, in particular less than 200 micrometers, preferably in particular 50 micrometers.
  • the individual conductors 23 of a stranded wire 22 are all of the same design, for example.
  • the individual conductors 23 can each have insulation, for example made of lacquer, which electrically separates them from the other individual conductors 23 .
  • the strand can be made of lacquer, which electrically separates them from the other individual conductors 23 .
  • the 22 include one or more outer sheaths that surrounds and summarizes the bundle of individual conductors 23. In the bundle of individual conductors 23, the individual conductors 23 can be intertwined.
  • the conductor 20 mainly consists of a region 24 in which the individual conductors 23 of the conductor 20 are bundled.
  • the conductor 20 has, for example, a substantially circular cross-sectional area.
  • An end 21 of the electrical conductor 20 connects to the region 24 .
  • the conductor 20 does not have a circular cross-section but has a flattened cross-section compared to the region 24 with the substantially circular cross-section.
  • the bundle of individual conductors is the bundle of individual conductors
  • the individual conductors 23 are fanned out at the end 21 of the conductor 20 .
  • the outer sheath of the stranded wire 22, which forms a common sheath around all the individual conductors 23, is removed.
  • the connecting device 1 further includes a contacting element 10.
  • the contacting element 10 can, for example, as Pin, for example, be designed as an SMD pin or THT pin and be provided for connection to a conductor substrate 3, in particular a printed circuit board.
  • the contacting element 10 is designed as an SMD pin.
  • a foot 16 is formed on the contacting element 10 and is used to connect the contacting element 10 to the conductor substrate 3 .
  • the contacting element 10 is formed in the shape of a fork on the side facing away from the conductor substrate 3 .
  • two prongs 11 , 12 are formed on the contacting element 10 .
  • the first prong 11 and the second prong 12 are arranged parallel to one another or with a slight opening angle (funnel effect when inserting the stranded wire).
  • the first prong 11 and the second prong 12 have the same or similar length.
  • the first prong 11 and the second prong 12 connect to a base area 17 of the contacting element 10 .
  • the base region 17 of the contacting element 10 extends longitudinally away from the conductor substrate 3 , for example in a direction perpendicular to the conductor substrate 3 .
  • the foot 16 of the contacting element 10 is formed on an end of the base region 17 of the contacting element 10 that faces the conductor substrate 3 .
  • the prongs 11 , 12 of the contacting element 10 are formed on an end of the base region 17 of the contacting element 10 which is remote from the conductor substrate 3 .
  • a structure in the form of teeth 15 is formed on each of the prongs 11,12. The teeth 15 protrude from the inner sides of the tines 11, 12 facing one another. The teeth 15 serve to fix the bundle of individual conductors 23 at the end 21 of the conductor 20.
  • the contacting element 10 is fixed to the electrical and/or electronic component 2 .
  • a holding part 31 is formed on the housing 40 of the electrical and/or electronic component 2 .
  • a recess 32 can be formed in the holding part 31 for the contacting element 10, through which the contacting element 10 is passed and through which the contacting element 10 is held on the holding part 31 and thus on the housing 30 of the electrical and/or electronic component 2.
  • the end 21 of the conductor 20 is arranged in the gap 13 between the first prong 11 and the second prong 12 .
  • the gap 13 is narrow, so that the end 21 of the conductor 20 is compressed and thus is flattened.
  • the first prong 11 is spaced from the second prong 12 by a distance a.
  • the distance a is measured perpendicular to the prongs 11,12.
  • the distance a is less than a diameter d of the conductor 20 in the area 24 of the conductor 20 in which the individual conductors 23 of the conductor 20 form a bundle with a substantially circular cross section.
  • the end 21 of the conductor 20 is with the first
  • Prong 11 and or the second prong 12 of the contacting element 10 electrically conductive and mechanically connected.
  • the individual conductors 23 are soldered or welded to the first prong 11 and/or the second prong 12, for example by means of a laser. If the end 21 of the conductor 20 is welded to the contacting element 10, at least one element for holding the end 21 of the conductor 20 in place can also be provided in the holding part.

Landscapes

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

Abstract

Für eine elektrische Verbindungsvorrichtung (1), insbesondere zur Verbindung eines elektrischen und/oder elektronischen Bauelements (2) mit einem Leitersubstrat (3), umfassend ein elektrisch leitendes Kontaktierungselement (10) und einen elektrischen Leiter (20), wobei ein Ende (21) des elektrischen Leiters (20) mit dem Kontaktierungselement (10) elektrisch leitend verbunden ist, wird vorgeschlagen, dass das Kontaktierungselement (10) gabelförmig mit wenigstens einer ersten Zinke (11) und wenigstens einer zweiten Zinke (12) ausgebildet ist, wobei die erste Zinke (11) von der zweiten Zinke (12) durch einen Zwischenraum (13) beabstandet sind, wobei das Ende (21) des elektrischen Leiters (20) in dem Zwischenraum (13) zwischen der ersten Zinke (11) und der zweiten Zinke (12) angeordnet ist und mit der ersten Zinke (11) und/oder der zweiten Zinke (12) elektrisch leitend verbunden ist.

Description

Beschreibung
Titel
ELEKTRISCHE VERBINDUNGSVORRICHTUNG
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung, insbesondere zur Verbindung eines elektrischen und/oder elektronischen Bauelements mit einem Leitersubstrat, und eine Baugruppe umfassend eine derartige Verbindungsvorrichtung.
Elektrische und/oder elektronische Bauteile umfassen oft Leiter, die als Hochfrequenzlitzen ausgebildet sind. Diese als Litzen ausgebildeten Leiter umfassen eine Mehrzahl an isolierten Einzelleitern, die zu einem Bündel zusammengefasst sind. Durch die Hochfrequenzlitzen werden in den Bauteilen Verluste aufgrund von Erhitzung durch Skin- und Proximity-Effekte reduziert. Üblicherweise werden die als Litze ausgebildeten Leiter mit einem THT- oder SMD- Pins elektrisch kontaktiert um das elektrische und/oder elektronische Bauteil an ein Leitersubstrat, beispielsweise eine Leiterplatte, anbinden zu können. Das Anbinden der Litze an den THT- oder SMD- Pin wird schwierig, wenn die Anzahl an Einzelleiter, aus denen sich die Litze zusammensetzt, sehr hoch wird und diese einen geringen Durchmesser aufweisen. Eine hohe Anzahl an Einzelleitern macht die Handhabung und das Aufbringen von Lot auf die Verbindungsstelle bzw. das Durchdringen und Kontaktieren des Litzenbündels mit Lot schwierig. Weiterhin können sich beispielsweise aus Kupfer ausgebildeten Einzelleiter geringen Durchmessers in dem Lot oder im Lot von Lötbädern auflösen, wenn zur gewünschten Kontaktierung lange Lötzeiten erforderlich werden bzw. angestrebt werden müssen.
Offenbarung der Erfindung Erfindungsgemäß wird eine Verbindungsvorrichtung, insbesondere zur Verbindung eines elektrischen und/oder elektronischen Bauelements mit einem Leitersubstrat vorgeschlagen. Die Verbindungsvorrichtung umfasst ein elektrisch leitendes Kontaktierungselement und einen elektrischen Leiter, wobei ein Ende des elektrischen Leiters mit dem Kontaktierungselement elektrisch leitend verbunden ist. Erfindungsgemäß ist das Kontaktierungselement gabelförmig mit wenigstens einer ersten Zinke und wenigstens einer zweiten Zinke ausgebildet, wobei die erste Zinke von der zweiten Zinke durch einen Zwischenraum beabstandet ist, wobei das Ende des elektrischen Leiters in dem Zwischenraum zwischen der ersten Zinke und der zweiten Zinke angeordnet ist und mit der ersten Zinke und/oder der zweiten Zinke elektrisch leitend verbunden ist.
Vorteile der Erfindung
Gegenüber dem Stand der Technik weist die Verbindungsvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs den Vorteil auf, dass eine fertigunstechnisch einfach herzustellende und gleichzeitig stabile und gute elektrische Verbindung zwischen dem Leiter und dem Kontaktierungselement realisiert werden kann. So kann ein Leiter eines elektrischen und/oder elektronischen Bauelements vorteilhaft gut und einfach mit dem Kontaktierungselement kontaktiert werden. Das Kontaktierungselement kann dann, beispielsweise mittels eines an dem Kontaktierungselement ausgebildeten Fußes, an einem Leitersubstrat, beispielsweise an einer Leiterplatte, aufgelötet werden. Der Zwischenraum zwischen den Zinken des gabelförmigen Kontaktierungselements stellt eine vorteilhaft gute Aufnahme für das Ende des Leiters dar, in dem das Ende des Leiters gehalten wird und dann vorteilhaft gut und einfach mit dem Kontaktierungselement verlötet oder verschweißt werden kann. Statt das Ende des Leiters zur Kontaktierung mit dem Kontaktierungselement beispielsweise um das Kontaktierungselement zu wickeln, kann dieser auf einfache Weise in den Zwischenraum zwischen den Zinken des Kontaktierungselements aufgenommen werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale ermöglicht. Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der elektrische Leiter als Litze ausgebildet ist, die eine Mehrzahl von Einzelleitern, insbesondere Einzeldrähten, umfasst. Ein derart ausgebildeter Leiter ist vorteilhaft flexibel und kann vorteilhaft gut in dem Zwischenraum zwischen den Zinken des gabelförmigen Kontaktierungselements eingepasst werden. Das Ende eines als Litze ausgebildeten Leiters kann vorteilhaft gut verformt, insbesondere flachgedrückt, werden. Es kann vorteilhaft einfach in den beispielsweise länglich ausgebildeten Zwischenraum zwischen den Zinken eingefügt und darin mit dem Kontaktierungselement beispielsweise durch Löten oder Schweißen verbunden werden. Dabei kann das Ende des Leiters zwischen den Zinken des Kontaktierungselements während des Löt- oder Schweißprozesses vorteilhaft gut gehalten werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der als Litze ausgebildete elektrische Leiter an dem Ende aufgefächert ist, so dass die Einzelleiter in dem Zwischenraum zwischen den Zinken zumindest teilweise übereinander angeordnet sind. Der elektrische Leiter ist somit an dem Ende flach. Die Einzelleiter sind am Ende des Leiters nicht wie beispielsweise in anderen Bereichen des Leiters als Bündel mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt angeordnet, sondern aufgefächert. Somit sind die Einzelleiter in dem Zwischenraum zumindest teilweise übereinander angeordnet. Der Leiter weist am Ende einen im Vergleich zu dem sonst kreisförmigen Querschnitt einen flachgedrückten Querschnitt auf. Somit können an dem Ende des Leiters eine vorteilhaft große Zahl an Einzelleitern an den Zinken des Kontaktierungselements anliegen und mit diesen elektrisch leitend verbunden, insbesondere verlötet oder verschweißt sein. Die Kontaktfläche zwischen dem Ende des Leiters und dem Kontaktierungselement wird auf diese Weise vorteilhaft vergrößert und somit ein vorteilhaft guter elektrischer Kontakt zwischen dem Leiter und dem Kontaktierungselement hergestellt. Durch das aufgefächerte Ende und den unmittelbar am zu verbindenden Kontaktierungselement gelegenen, offen penetrierbaren Litzenquerschnitt sind die Einzelleiter dem Lot zur Verbindung des Leiters mit dem Kontaktierungselement besser zugänglich und es kann somit eine bessere Anbindung des Leiters an das Kontaktierungselement erreicht werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass an einer der zweiten Zinke zugewandten Seite der ersten Zinke und/oder an einer der ersten Zinke zugewandten Seite der zweiten Zinke eine Struktur ausgebildet ist. Die Struktur steht mit dem Ende des elektrischen Leiters in elektrischem Kontakt. Durch die Struktur wird der Kontakt zwischen dem Leiter und dem Kontaktierungselement vorteilhaft verbessert. Die Struktur kann das Ende des Leiters vorteilhaft in dem Zwischenraum zwischen den Zinken halten und die Kontaktflächen zwischen dem Ende des Leiters, dem Kontaktierungselement und beispielsweise auch eimem Lot vorteilhaft vergrößern, so dass eine besonders gute und stabile elektrische Verbindung zwischen dem Leiter und dem Kontaktierungselement hergestellt ist.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Struktur widerhakenartig mit Zähnen ausgebildet ist, wobei die Zähne zum Zwischenraum zwischen den Zinken hin von der jeweiligen Zinke abragen und mit dem in dem Zwischenraum angeordneten Ende des Leiters in elektrischem Kontakt stehen. Das Ende des Leiters wird somit von den Zähnen an der ersten Zinke und/oder an der zweiten Zinke des Kontaktierungselements in dem Zwischenraum gehalten. Insbesondere können auch Einzelleiter oder Bündel aus Einzelleitern an dem Ende des Leiters zwischen den Zähnen, insbesondere auch zwischen aufeinanderfolgenden Zähnen an einer Zinke gehalten werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Zinken durch einen Abstand voneinander beabstandet sind, wobei der Abstand geringer ist als ein Durchmesser des elektrischen Leiters in dem Bereich vor dem Ende des elektrischen Leiters. So ist auch das Ende des Leiters flachgedrückt und der Leiter weist am Ende keinen kreisförmigen Querschnitt mehr auf. Das Ende des Leiters ist komplett in dem Zwischenraum zwischen den Zinken des gabelförmigen Kontaktierungselements angeordnet. Beim Einbringen des Leiters in den im Vergleich zum sonst kreisförmigen Querschnitt des Leiters schmalen Zwischenraum zwischen den Zinken kann das Ende des Leiters flachgedrückt werden, so dass sich die Einzelleiter in dem Zwischenraum übereinander anordnen und das Ende des Leiters einen im Vergleich zum übrigen Leiter flachgedrückten Querschnitt annimmt. Somit werden die Einzelleiter über eine größere Fläche beispielsweise dem Lötprozess oder dem Schweißprozess zugänglich gemacht und es kann eine vorteilhaft gute Verbindung zwischen dem Kontaktierungselement und dem Leiter hergestellt werden. Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass an dem elektrisch leitenden Kontaktierungselement ein Fuß zur Befestigung des elektrisch leitenden Kontaktierungselements auf dem Leitersubstrat ausgebildet ist. Der Fuß kann beispielsweise auf dem Leitersubstrat aufgelötet werden, beispielsweise in einem SMD-Prozess. Somit kann die Verbindungsvorrichtung genutzt werden um ein elektrisches und/oder elektronisches Bauteil mit einem Leiter, der mit dem Kontaktierungselement verbunden ist, mittels SMD-Prozess mit dem Leitersubstrat zu verbinden. So ist das Kontaktierungselement beispielsweise als SMD-Pin ausgebildet, der an einem Ende des Pins gabelförmig mit den zwei Zinken und an dem anderen Ende den Fuß aufweist.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Ende des elektrischen Leiters mit dem elektrisch leitenden Kontaktierungselement verlötet oder verschweißt ist, insbesondere mit wenigstens einer der Zinken des elektrisch leitenden Verbindungselements verlötet oder verschweißt ist. So wird eine besonders gute und stabile Verbindung zwischen dem Leiter und dem Kontaktierungselement hergestellt. Zur Verbindung kann beispielsweise Laserschweißen oder Laserlöten verwendet werden. Beim Verlöten oder Verschweißen können druch die Auffächerung der Litze vorteilhaft untertützt auch Isolierungsschichten, beispielsweise aus Lack, um die Einzelleiter herum entfernt werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Zinken des elektrisch leitenden Verbindungselements aneinandergedrückt sind, so dass das Ende des elektrischen Leiters zwischen den Zinken eingeklemmt ist. Die Zinken des elektrisch leitenden Verbindungselements werden somit bei der Fertigung der Verbindungsvorrichtug gegeneinander gedrückt, wobei das Ende des Leiters zusätzlich befestigt. Weiterhin kann das Ende des Leiters beim Aneinanderdrücken der Zinken vorteilhaft zusammengedrückt werden, so dass sich die Einzelleiter des Leiters in dem Zwischenraum entlang der Längserstreckung der Zinken weiter auffächern und somit eine vorteilhaft große Kontaktfläche zwischen den Zinken und dem Leiter entsteht und die Lotdurchdringung unterstützt wird.
Weiterhin erfindungsgemäß ist eine Baugruppe umfassend eine elektrische Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Baugruppe weiterhin wenigstens ein elektrisches und/oder elektronisches Bauelement und wenigstens ein Leitersubstrat umfasst, wobei der Leiter zur elektrischen Kontaktierung des elektrischen und/oder elektronischen Bauelements ausgebildet ist und das Kontaktierungselement mit dem Leitersubstrat elektrisch leitend verbunden, insbesondere verlötet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Baugruppe mit einem elektrischen und/oder elektronischen Bauelement und einem Leitersubstrat, die mittels einer elektrischen Verbindungsvorrichtung verbunden sind.
Ausführungsformen der Erfindung
In Fig. 1 ist eine Baugruppe 100 dargestellt, die ein elektrisches und/oder elektronisches Bauelement 2 und ein Leitersubstrat 3 umfasst. Das elektrische und/oder elektronische Bauelement 2 ist mittels einer Verbindungsvorrichtung 1 mit dem Leitersubstrat 3 elektrisch leitend verbunden. Das Leitersubstrat 3 kann beispielsweise eine Leiterplatte oder ein Leistungssubstrat, beispielsweise ein DBC- Substrat sein. Das elektrische und/oder elektronische Bauelement 2 kann beispielsweise ein induktives Bauelement beispielsweise eine Drossel oder ein Transformator sein. Das elektrische und/oder elektronische Bauelement 2 kann beispielsweise in einem Gehäuse 30, beispielsweise aus Kunststoff, angeordnet sein.
Zum Anschluss des elektrischen und/oder elektronischen Bauelements 2 ist ein elektrischer Leiter 20 vorgesehen. Über den elektrischen Leiter 20 kann das elektrische und/oder elektronische Bauelement 2 elektrisch kontaktiert werden. So kann das elektrische und/oder elektronische Bauelement 2 mit weiteren Leitern, beispielsweise Leiterbahnen eines Leitersubstrats 3 oder weiteren elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen elektrisch verbunden werden. Ist das elektrische und/oder elektronische Bauelement 2 beispielsweise als induktives Bauelement ausgebildet, so kann der Leiter 20 beispielsweise um einen nicht dargestellten magnetisch wirksamen Kern gewickelt sein und dergestalt beispielsweise eine Drossel oder einen Transformator bilden. Neben dem dargestellten Leiter 20 können auch noch weitere Leiter vorgesehen sein, an denen das elektrische und/oder elektronische Bauteil 2 elektrisch kontaktiert werden kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Leiter 20 als Litze 22, insbesondere als Hochfrequenzlitze, ausgebildet. Die Litze 22 umfasst eine Mehrzahl von Einzelleitern 23. Die Einzelleiter 23 sind in der Litze 22 als Bündel zusammengefasst. Eine Litze 22 kann beispielsweise mehr als 100 Einzelleiter 23 umfassen. Dabei ist jeder Einzelleiter 23 durch eine Isolationsschicht von den anderen Einzeleitern 23 elektrisch isoliert. Die Einzelleiter 23 können beispielsweise als einzelne Drähte ausgebildet sein. Die Einzelleiter 23 können beispielsweise jeweils einen Durchmesser von weniger als 500 Mikrometer, insbesondere von weniger als 200 Mikrometer, bevorzugt insbesondere von 50 Mikrometer aufweisen. Die Einzelleiter 23 einer Litze 22 sind beispielsweise alle gleich ausgebildet. Die Einzelleiter 23 können jeweils eine Isolierung, beispielsweise aus Lack, aufweisen, die sie elektrisch von den anderen Einzelleitern 23 trennt. Weiterhin kann die Litze
22 einen oder mehrere Außenmäntel umfassen, die das Bündel an Einzelleitern 23 umgibt und zusammenfasst. In dem Bündel an Einzelleitern 23 können die Einzelleiter 23 miteinander verflochten sein.
Wie in der Figur dargestellt besteht der Leiter 20 hautpsächlich aus einem Bereich 24, in dem die Einzelleiter 23 des Leiters 20 gebündelt sind. In diesem Bereich 24 weist der Leiter 20 beispielsweise eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsfläche auf. An den Bereich 24 schließt ein Ende 21 des elektrischen Leiters 20 an. Am Ende 21 des Leiters 20 weist der Leiter 20 keinen kreisförmigen Querschnitt auf, sondern einen im Vergleich zum Bereich 24 mit dem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt einen flachgedrückten Querschnitt. Am Ende 21 des als Litze 22 ausgebildeten Leiters 20 ist das Bündel von Einzelleitern
23 flachgedrückt. Die Einzelleiter 23 sind am Ende 21 des Leiters 20 aufgefächert. Dazu ist am Ende 21 des Leiters 20 der Außenmantel der Litze 22, der einen gemeinsamen Mantel um alle Einzelleiter 23 bildet, entfernt.
Wie in den Figuren dargestellt, umfasst die Verbindungsvorrichtung 1 weiterhin ein Kontaktierungselement 10. Das Kontaktierungselement 10 kann beispielsweise als Pin, beispielsweise als SMD-Pin oder THT-Pin ausgebildet sein und zur Anbindung an einem Leitersubstrat 3, insbesondere einer Leiterplatte, vorgesehen sein. In dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Kontaktierungselement 10 als SMD-Pin ausgebildet. An dem Kontaktierungselement 10 ist ein Fuß 16 ausgebildet, mit dem das Kontaktierungselement 10 an dem Leitersubstrat 3 angebunden ist.
Wie in der Figur dargestellt, ist das Kontaktierungselement 10 an der von dem Leitersubstrat 3 abgewandten Seite gabelförmig ausgebildet. An dem Kontaktierungselement 10 sind dazu zwei Zinken 11,12, eine erste Zinke 11 und eine zweite Zinke 12 ausgebildet. Die erste Zinke 11 und die zweite Zinke 12 sind parallel oder mit einem leichten Öffnungswinkel (Tichterwirkung beim Einschieben der Litze) zueinander angeordnet. Die erste Zinke 11 und die zweite Zinke 12 weisen die gleiche oder ähnliche Länge auf. Die erste Zinke 11 und die zweite Zinke 12 schließen sich an einen Basisbereich 17 des Kontaktierungselements 10 an. Der Basisbereich 17 des Kontaktierungselements 10 erstreckt sich länglich, beispielsweise in einer Richtung senkrecht zum Leitersubstrat 3 von dem Leitersubstrat 3 weg. An einem dem Leitersubstrat 3 zugewandten Ende des Basisbereichs 17 des Kontaktierungselements 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel der Fuß 16 des Kontaktierungselements 10 ausgebildet. An einem von dem Leitersubstrat 3 abgewandten Ende des Basisbereichs 17 des Kontaktierungselements 10 sind die Zinken 11,12 des Kontaktierungselements 10 ausgebildet. An den Zinken 11,12 ist jeweils eine Struktur in Form von Zähnen 15 ausgebildet. Dabei stehen die Zähne 15 von einander zugewandten Innenseiten der Zinken 11, 12 ab. Die Zähne 15 dienen der Fixierung des Bündels aus Einzelleitern 23 am Ende 21 des Leiters 20.
Das Kontaktierungselement 10 ist an dem elektrisch und/oder elektronischen Bauelement 2 fixiert. Dazu ist an dem Gehäuse 40 des elektrischen und/oder elektronischen Bauelements 2 ein Halteteil 31 ausgebildet. In dem Halteteil 31 für das Kontaktierungselement 10 kann beispielsweise eine Ausnehmung 32 ausgebildet sein, durch die das Kontaktierungselement 10 hindurchgeführt ist und durch die das Kontaktierungselement 10 an dem Halteteil 31 und somit an dem Gehäuse 30 des elektrischen und/oder elektronischen Bauteils 2 gehalten wird.
Das Ende 21 des Leiters 20 ist in dem Zwischenraum 13 zwischen der ersten Zinke 11 und der zweiten Zinke 12 angeordnet. Der Zwischenraum 13 ist schmal ausgebildet, so dass das Ende 21 des Leiters 20 zusammengedrückt und somit abgeflacht ist. Die erste Zinke 11 ist von der zweiten Zinke 12 durch einen Abstand a beabstandet. Der Abstand a wird senkrecht zu den Zinken 11,12 gemessen. Der Abstand a ist geringer als ein Druchmesser d des Leiters 20 im Bereich 24 des Leiters 20, in dem die Einzelleiter 23 des Leiters 20 ein Bündel mit im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt bilden. Das Ende 21 des Leiters 20 ist mit der ersten
Zinke 11 und oder der zweiten Zinke 12 des Kontaktierungselements 10 elektrisch leitend und mechanisch verbunden. Dazu sind in diesem Ausführungsbeispiel die Einzelleiter 23 mit der ersten Zinke 11 und/oder der zweiten Zinke 12, beispielsweise mittels eines Lasers, verlötet oder verschweißt. Wird das Ende 21 des Leiters 20 mit dem Kontaktierungselement 10 verschweißt, kann im Halteteil zusätzlich mindestens ein Element zum Festhalten des Endes 21 des Leiters 20 vorgesehen sein.
Selbstverständlich sind auch weitere Ausführungsbeispiele und Mischformen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich.

Claims

Ansprüche
1. Elektrische Verbindungsvorrichtung (1), insbesondere zur Verbindung eines elektrischen und/oder elektronischen Bauelements (2) mit einem Leitersubstrat (3), umfassend ein elektrisch leitendes Kontaktierungselement (10) und einen elektrischen Leiter (20), wobei ein Ende (21) des elektrischen Leiters (20) mit dem Kontaktierungselement (10) elektrisch leitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungselement (10) gabelförmig mit wenigstens einer ersten Zinke (11) und wenigstens einer zweiten Zinke (12) ausgebildet ist, wobei die erste Zinke (11) von der zweiten Zinke (12) durch einen Zwischenraum (13) beabstandet ist, wobei das Ende (21) des elektrischen Leiters (20) in dem Zwischenraum (13) zwischen der ersten Zinke (11) und der zweiten Zinke (12) angeordnet ist und mit der ersten Zinke (11) und/oder der zweiten Zinke (12) elektrisch leitend verbunden ist.
2. Elektrische Verbindungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (20) als Litze (22) ausgebildet ist, die eine Mehrzahl von Einzelleitern (23), insbesondere Einzeldrähten, umfasst.
3. Elektrische Verbindungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der als Litze (22) ausgebildete elektrische Leiter (20) an dem Ende (21) aufgefächert ist, so dass die Einzelleiter (23) in dem Zwischenraum (13) zwischen den Zinken (11,12) zumindest teilweise übereinander angeordnet sind.
4. Elektrische Verbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer der zweiten Zinke (12) zugewandten Seite der ersten Zinke (11) und/oder an einer der ersten Zinke (11) zugewandten Seite der zweiten Zinke (12) eine Struktur (14) ausgebildet ist, wobei die Struktur (14) mit dem Ende (21) des elektrischen Leiters (20) in elektrischem Kontakt stehen.
5. Elektrische Verbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (14) widerhakenartig mit Zähnen (15) ausgebildet ist, wobei die Zähne (15) zum Zwischenraum (13) zwischen den Zinken (11,12) hin von der jeweiligen Zinke (11,12) abragen und mit dem in dem Zwischenraum (13) angeordneten Ende (21) des Leiters (20) in elektrischen Kontakt stehen.
6. Elektrische Verbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinken (11,12) durch einen Abstand (a) voneinander beabstandet sind, wobei der Abstand (a) geringer ist als ein Durchmesser (d) des elektrischen Leiters (20) in dem Bereich (24) vor dem Ende (21) des elektrischen Leiters (20).
7. Elektrische Verbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem elektrisch leitenden Kontaktierungselement (10) ein Fuß (16) zur Befestigung des elektrisch leitenden Kontaktierungselements (10) auf dem Leitersubstrat (3) ausgebildet ist.
8. Elektrische Verbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende (21) des elektrischen Leiters
(20) mit dem elektrisch leitenden Kontaktierungselement (10) verlötet oder verschweißt ist, insbesondere mit wenigstens einer der Zinken (11 ,12) des elektrisch leitenden Verbindungselements (10) verlötet oder verschweißt ist.
9. Elektrische Verbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinken (11,12) des elektrisch leitenden Verbindungselements (10) aneinandergedrückt sind, so dass das Ende
(21) des elektrischen Leiters (20) zwischen den Zinken (11 ,12) eingeklemmt ist.
10. Baugruppe umfassend eine elektrische Verbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Baugruppe (100) weiterhin wenigstens ein elektrisches und/oder elektronisches Bauelement (2) und wenigstens ein Leitersubstrat (3) umfasst, wobei der Leiter (20) zur elektrischem Kontaktierung des elektrischen und/oder elektronischen Bauelements (2) ausgebildet ist und das Kontaktierungselement (10) mit dem Leitersubstrat (3) elektrisch leitend verbunden, insbesondere verlötet ist.
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