WO2024061392A1 - Elektrische schaltung - Google Patents

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WO2024061392A1
WO2024061392A1 PCT/DE2023/000109 DE2023000109W WO2024061392A1 WO 2024061392 A1 WO2024061392 A1 WO 2024061392A1 DE 2023000109 W DE2023000109 W DE 2023000109W WO 2024061392 A1 WO2024061392 A1 WO 2024061392A1
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carrier
electrical circuit
electrically conductive
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Won-Ik Cho
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Gentherm Gmbh
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    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10181—Fuse

Definitions

  • the invention relates to an electrical circuit according to the preamble of patent claim 1, a heating device according to the preamble of patent claim 14, a cell contacting system according to the preamble of patent claim 15 and a method for producing an electrical circuit according to the preamble of patent claim 16.
  • Electrical devices are often equipped with electrical circuits that have a fuse area. Melting of an electrically conductive conductor carried by a carrier in the fuse area when a defined current strength flows through the conductor is intended to protect electrical components of an electrical device from damage caused by current flow, for example due to overcurrent. Melting of the conductor interrupts the flow of current, so that electrical components are not damaged.
  • the object is achieved with an electrical circuit of the type mentioned at the outset, wherein the at least one electrically conductive conductor in the at least one electrical fuse area has an increased tendency to melt due to current flow compared to conductor areas of the electrically conductive conductor adjacent to the fuse area.
  • the electrically conductive conductor in the electrical fuse area has a higher tendency to melt due to current flow than in the adjacent conductor areas of the electrically conductive conductor ensures that the electrical circuit fulfills its security function and electrical components are reliably protected from damage caused by current flow.
  • the increased tendency to melt causes proper melting and thus a reliable interruption of the current flow of the conductor in the fuse area at a defined current intensity or in a defined time interval. In this way, high repair costs for damaged electrical devices or further consequential damage caused by functional impairment of electrical devices can be prevented.
  • the increased tendency to melt due to current flow is caused by a current flow-related increase in the temperature of the conductor in the fuse area.
  • the electrical circuit can be designed as a printed circuit board (PCB).
  • the electrical circuit is preferably designed as a fuse, in particular as a thermal fuse.
  • An increased tendency to melt means that the conductor melts at a low current intensity and/or after a shorter time (lower tripping time and/or lower tripping current), in particular due to a reduced enthalpy of fusion of the conductor in the fuse area. Melting the conductor causes the fuse to trip, stopping the flow of current and protecting electrical components from overcurrent.
  • the conductor in the fuse area melts at a defined current strength and/or after a defined time.
  • the conductor in the fuse area melts if the current flowing is at 1 ampere for longer than 4 hours, at 3 amperes for a maximum of 5 seconds and/or at 4 amperes for a maximum of 1 second.
  • the carrier preferably contacts the electrically conductive conductor.
  • the carrier can completely enclose the conductor at least in sections.
  • the carrier protects the conductor from mechanical, electrical and chemical environmental influences, especially from deformations such as bending and twisting.
  • the conductor is covered and/or enclosed by the carrier.
  • the electrically conductive conductor is preferably designed as a flat conductor, in particular as a conductor track.
  • the electrically conductive conductor preferably defines an electrical path.
  • the electrical circuit is elastically deformable, the electrically conductive conductor and/or the carrier preferably being formed at least in sections from a flexible material.
  • the electrical circuit can be designed as a flexible printed circuit board (FPCB).
  • a flexible circuit board is formed from an elastically deformable material.
  • the carrier is preferably designed as a film, in particular as a PET film.
  • the carrier is preferably flat, in particular as a flexible flat structure.
  • the electrically conductive conductor in the fuse area has a cross-section that is at least partially reduced.
  • a reduced cross-section of the conductor results in an increased electrical resistance in the area of the cross-section reduction while the current intensity remains the same, so that a local maximum of electrical resistance preferably occurs in the fuse area of the electrical circuit.
  • An increased electrical resistance results in higher heat development in the area where the cross-section of the conductor is reduced.
  • the cross section of the conductor can be reduced in sections, for example over a length between 1 mm and 10 mm, in particular to a length of 1 mm, 3 mm, 5 mm or 10 mm.
  • the electrically conductive conductor in the fuse area has a height that is at least partially reduced and/or an at least reduced width in sections.
  • the height of the conductor corresponds to the material thickness or the thickness of the conductor on the carrier.
  • the height of the conductor can be, for example, between 5 pm and 30 pm, in particular 18 pm.
  • the width of the conductor can be, for example, between 0.1 mm and 2 mm, in particular between 0.6 mm and 1 mm.
  • the electrically conductive conductor in the fuse area and in the conductor areas of the electrically conductive conductor adjacent to the fuse area are made of the same material.
  • the electrically conductive conductor can be made of aluminum, copper and/or silver.
  • the electrically conductive conductor is preferably formed in one piece, in particular across areas in the security area and in the conductor areas of the electrically conductive conductor adjacent to the security area.
  • An electrical circuit according to the invention is also advantageous, in which the electrically conductive conductor is made of different materials in the fuse area and in conductor areas of the electrically conductive conductor adjacent to the fuse area.
  • the material of the conductor in the fuse area preferably has a lower melting temperature than the material of the conductor in the conductor areas of the electrically conductive conductor adjacent to the fuse area. Due to the lower melting temperature of the material in the fuse area, the tendency of the conductor to melt in the fuse area is increased.
  • an electrical circuit according to the invention is advantageous in which the heat transport capacity of the fuse area is reduced compared to areas of the electrical circuit adjacent to the fuse area.
  • a heat transport of waste heat from the electrically conductive conductor in the fuse area caused by the current flow is not intended.
  • a reduced heat transport capacity in the fuse area ensures that the electrically conductive conductor in the fuse area melts at a defined current strength and/or after a defined period of time and thus triggers the fuse correctly. If the waste heat from the electrically conductive conductor caused by the current flow is dissipated inadvertently, the conductor melts. may not work or may not work at a defined current strength and/or only after a defined period of time, so that, for example, electrical components connected to the electrical circuit may be damaged due to an overcurrent.
  • the carrier has a material thickness that is at least partially reduced in the securing area. Due to the reduced material thickness of the carrier, less heat from the conductor due to current flow is dissipated. Because less heat is dissipated from the conductor through the carrier, melting of the carrier in front of the conductor can be avoided and a defined, intended melting of the conductor and thus correct triggering of the fuse can be ensured.
  • the material thickness can only be reduced in the areas of the carrier in which the carrier contacts the conductor.
  • the non-reduced material thickness of the carrier can be, for example, between 20 pm and 100 pm, in particular 50 pm.
  • the reduced material thickness of the carrier can be, for example, between 1 pm and 20 pm, in particular 10 pm.
  • the carrier in the securing area is completely removed, at least in sections.
  • the removed carrier means that no heat from the conductor caused by current flow is dissipated. Because no heat is dissipated from the conductor through the carrier, melting of the carrier in front of the conductor can be avoided and a defined, intended melting of the conductor and thus correct triggering of the fuses can be ensured.
  • the carrier can only be removed in the areas in which the carrier contacts the conductor.
  • An electrical circuit according to the invention is also preferred, in which the carrier is made of different materials in the securing area and in carrier areas of the carrier adjacent to the securing area.
  • the different materials each have different heat transport properties.
  • the material of the carrier in the security area can only be different in the areas than in the carrier areas adjacent to the security area in which the carrier contacted the manager.
  • the material of the carrier in the securing area preferably has a higher melting temperature than the material of the carrier in the carrier areas of the carrier adjacent to the securing area.
  • the material of the carrier in the securing area preferably has a higher melting temperature than the material of the conductor in the securing area. Due to the higher melting temperature of the material in the fuse area, the tendency of the carrier to melt in the fuse area is reduced, so that it can be ensured that the carrier does not melt before the conductor.
  • the electrically conductive conductor and the carrier are arranged at least in sections at a distance from one another in the securing area, with a heat-insulating fluid being located in a gap between the conductor and the carrier resulting from the spaced arrangement of the conductor and the carrier.
  • the heat-insulating fluid is preferably a gas, especially air. The heat-insulating fluid ensures thermal insulation of the conductor and prevents the heat transport of heat from the conductor caused by current flow into the carrier.
  • an adhesive layer connecting the electrically conductive conductor and the carrier to one another and arranged between the conductor and the carrier is removed at least in sections in the securing area, with an air layer preferably being between the conductor and the in areas with the adhesive layer removed Carrier is located.
  • the carrier and the electrically conductive conductor are cohesively connected to one another using an adhesive.
  • the adhesive layer of the adhesive can be removed at least in sections, with air being present in the resulting cavity between the conductor and the carrier. Air between the carrier and the conductor ensures thermal insulation of the conductor, so that the heat transfer of heat from the conductor caused by current flow into the carrier does not take place or at least is significantly reduced.
  • the adhesive layer can be removable, for example, using a laser, in particular using a fiber laser.
  • An electrical circuit according to the invention is also advantageous, in which the electrical circuit comprises a covering device which covers the electrical circuit at least in sections, in particular the securing area of the electrical circuit, wherein the covering device is preferably designed to stabilize the securing area against mechanical deformation and /or electrically insulated and/or protected from environmental influences.
  • the securing area is covered by the covering device when the carrier in the securing area is completely removed.
  • the securing area can also be covered if the material thickness of the carrier in the securing area is reduced.
  • a mechanical deformation can be a bend, a twist, a tensile force and/or a compressive force, which act on the electrical circuit, in particular on the securing area.
  • the covering device increases the strength and/or the rigidity of the electrical circuit, particularly in the securing area, so that mechanical deformations are reduced and mechanical damage to the electrical circuit is thus avoided.
  • the covering device can also electrically insulate the security area, so that short circuits are prevented in the event of contact with external external conductors or adjacent electrical circuits. Environmental influences can be, for example, liquid and/or solid contact, in particular contact with water and/or other fluids.
  • the covering device preferably ensures a fluid-tight and chemically resistant protective layer on the security area.
  • the covering device can be made of a metallic material or a plastic.
  • the covering device can be designed as a film.
  • the covering device is preferably attached to the carrier of the electrical circuit.
  • the covering device is glued to the carrier.
  • the covering device preferably has a lower thermal expansion and/or a higher melting temperature than the electrically conductive conductor.
  • the object on which the invention is based is further achieved by means of a heating device of the type mentioned at the outset, the electrical circuit being designed according to one of the above embodiments.
  • the advantages and modifications of the heating device according to the invention reference is made to the advantages and modifications of the electrical circuit according to the invention.
  • the heating device can be designed as a heating foil or heating mat or can comprise a heating foil or a heating mat.
  • the carrier material carrying the heating conductor is preferably a film, in particular a PET film.
  • the heating conductor is preferably made of aluminum or copper.
  • the connecting conductor is preferably designed as aluminum or copper.
  • the heating conductor and the connecting conductor are preferably soldered, crimped and/or glued together in an electrically conductive manner.
  • the connection element can be a plug connector.
  • the connection element is soldered or crimped to the connection conductor.
  • the connection element By means of the connection element, the heating device can be connected, for example, to a control device and/or a power supply.
  • the heating device can be a heating device for vehicle seats.
  • the heating device can be designed to be inserted into and/or under the cushion of a vehicle seat.
  • the heating device can be an electric blanket for heating patients, for example in the event of injuries.
  • the heating device can be protected from damage caused by current flow due to overcurrent.
  • the object on which the invention is based is further achieved by a cell contacting system of the type mentioned at the outset, the electrical circuit being designed according to one of the above embodiments.
  • the advantages and modifications of the cell contacting system according to the invention reference is made to the advantages and modifications of the electrical circuit according to the invention.
  • the electrochemical energy storage can be a battery or accumulator, for example for electric vehicles.
  • the electrochemical energy storage can comprise one or more cells.
  • the cell contacting system is preferably set up to connect individual cells of a battery or accumulator to one another and/or the battery or accumulator to an energy consumer, for example an electrified drive.
  • the cell contact conductor can be made of aluminum or copper, for example.
  • the connection conductor For example, it can be made of aluminum or copper.
  • the connection element can be a plug connector. Preferably, the connection element is soldered or crimped to the connection conductor.
  • the connection element By means of the connection element, the cell contacting system can be connected to an electronic component, for example with a control device and/or an energy consumer, for example an electric motor.
  • the electronic component can also be a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • the object on which the invention is based is also achieved by a method of the type mentioned at the outset, whereby an increased current flow-related tendency to melt of the at least one electrically conductive conductor in the at least one electrical fuse area is brought about in comparison to conductor areas of the electrically conductive conductor adjacent to the fuse area.
  • the increased current flow-related tendency to melt of the at least one electrically conductive conductor in the at least one electrical fuse area is brought about by generating an at least partially reduced cross section of the electrically conductive conductor in the fuse area.
  • the increased tendency to melt caused by current flow is brought about by producing an at least partially reduced height and/or width of the electrically conductive conductor in the fuse area.
  • the increased tendency to melt caused by current flow is brought about by producing a reduced heat transport capacity of the fuse area compared to areas of the electrical circuit adjacent to the fuse area.
  • the increased tendency to melt caused by the current flow is brought about by producing an at least partially reduced material thickness of the carrier in the securing area.
  • the bringing about takes place increased tendency to melt due to current flow by completely removing the carrier, at least in sections in the fuse area.
  • the increased tendency to melt caused by current flow is brought about by removing an adhesive layer arranged between the conductor and the carrier, at least in sections in the securing area.
  • bringing about the increased tendency to melt due to current flow of the at least one electrically conductive conductor in the at least one electrical fuse area is carried out by removing material from the electrically conductive conductor and/or the carrier and/or the adhesive layer, wherein the material removal is preferably carried out carried out using a laser.
  • the laser is preferably designed as a gas laser, in particular as a CO2 laser (carbon dioxide laser) or as a solid-state laser, in particular as a fiber laser.
  • the laser can be used to remove material, in particular from the carrier, in order to reduce the material thickness of the carrier or to completely remove the carrier.
  • An adhesive layer connecting the conductor and the carrier can be removed using the laser.
  • FIG. 1 shows an electrical circuit according to the invention with a reduced width of the electrically conductive conductor in the fuse area in a top view
  • FIG. 2 shows an electrical circuit according to the invention with the carrier completely removed in the fuse area in a sectional view from the side;
  • FIG. 3 shows the electrical circuit from FIG. 2 with cover devices covering the security area in a sectional view from the side; 4 shows an electrical circuit according to the invention with reduced material thickness of the carrier in the securing area in a sectional view from the side;
  • FIG. 5 shows an electrical circuit according to the invention during material removal in the securing area using a laser beam in a schematic sectional view from the side;
  • Fig. 6 shows an electrical circuit according to the invention during the removal of an adhesive layer between the conductor and the carrier in a schematic sectional view from the side;
  • FIG. 7 shows a heating device with an electrical circuit according to the invention in a top view
  • Fig. 8 shows a cell contacting system with an electrical circuit according to the invention in a top view.
  • Fig. 1 shows a plan view of electrical circuit 10 with an electrically conductive conductor 12, a carrier 14 and an electrical fuse area 16.
  • the carrier 14 carries the conductor 12, the conductor 12 being connected to the carrier 14, for example glued to the carrier 14 and/or enclosed by the carrier 14.
  • the carrier 14 is made of an elastically deformable and electrically insulating material, in particular as PET film.
  • the conductor 12 extends through the security area 16, with the conductor 12 having the width B1 outside the security area 16 and a reduced width B2 within the security area 16.
  • the electrical circuit 10 is designed as a fuse, which can be used in particular on film-based circuit boards.
  • the electrical circuit 10 protects electrical components electrically connected to the electrical circuit 10 from damage caused by current flow by melting the conductor 12 in the fuse area 16 at a defined current intensity and/or in a defined time interval, so that the current flow is interrupted. Due to the reduced width B2 of the conductor 12 in the fuse area 16, the local electrical resistance in the fuse area increases, so that a higher current flow-related heat development of the conductor 12 results in the area of the reduced width B2 and the conductor 12 is more likely to melt in the fuse area 16 than outside of the security area.
  • the reduced width B2 reduces the enthalpy of melting of the conductor 12 in the fuse area, so that less thermal energy is required to melt the conductor 12. This prevents the carrier 16 from melting in the securing area 16 before the conductor 12. This ensures that the conductor 12 melts reliably and in a controlled manner at an intended current strength and/or within a defined time interval and thus correctly triggers the fuse to protect electrical components.
  • FIG. 2 shows a side sectional view of an electrical circuit 10 according to the invention.
  • the conductor 12 is contacted flatly by the carrier 14 on its upper side and on its underside and is completely covered by the carrier 14.
  • the carrier 14 of the electrical circuit 10 has a material thickness M1 on the top and bottom of the conductor 12.
  • the carrier 14 protects the conductor 12 from environmental influences, from mechanical damage and from electrical contact with external conductors.
  • the carrier 14 is completely removed so that the conductor 12 is exposed. Because the conductor 12 in the fuse area 16 is not contacted by a carrier 12, essentially no waste heat from the conductor 12 caused by the current flow is dissipated in the fuse area 16, so that the conductor 12 heats up more in the fuse area than outside the fuse area 16. The melting tendency of the conductor 12 is thus increased in the fuse area 16, so that the conductor 12 melts in a controlled manner at a defined current strength and/or in a defined time interval within the fuse area 16 and not inadvertently outside the fuse area 16.
  • the carrier 14 absorbs the current flow-related thermal energy of the conductor 12 in the fuse area 16 and could therefore melt before the conductor 12. Melting the carrier 14 would damage it to damage. In addition, melting of the carrier 14 would affect the intended melting of the conductor 12 because the conductor 12 melts too late. In areas in which the carrier 14 melts unintentionally, it can also happen that the conductor 12 melts too early and/or at a lower current intensity than intended when current flows again.
  • the conductor 12 has a height H. In order to further increase the current flow-related waste heat of the conductor 12 in the fuse area 16 and thus the tendency of the conductor 12 to melt in the fuse area 16, the height H of the conductor 12 in the fuse area 16 can also be reduced.
  • FIG. 3 shows the electrical circuit from FIG. 2, with the exposed electrical conductor 12 in the securing area 16 of the electrical circuit 10 being covered on its upper side and on its underside with a cover device 18.
  • the covering device 18 is made of an electrically insulating material, the thickness of the covering devices 18 essentially corresponding to the material thickness M1 of the carrier 14.
  • the covering device 18 contacts the carrier 14 outside the securing area 16 and is firmly connected to the carrier 14, for example glued, so that the covering devices 18 form a fluid-tight and chemically resistant protective layer on the securing area 16.
  • the conductor 12 and the covering devices 18 are each spaced apart from one another by a distance corresponding to the material thickness M1 of the carrier, so that there is a gap between the conductor 12 and the covering devices 18, which is filled with air, so that there is essentially no heat transport from the securing area 16 Conductor 12 takes place in the covering devices 18.
  • the covering devices 18 have a higher melting temperature and a lower thermal expansion than the conductor 12 and the carrier 14.
  • the covering devices 18 increases the strength and/or the rigidity of the electrical circuit 10 in the securing area 16 in order to avoid mechanical deformations and thus mechanical damage to the exposed conductor 12 in the securing area 16 and at the same time prevent unintentional melting of the carrier 14 and/or the conductor 12 impede.
  • the conductor 12 is provided by means of the covering devices 18 Environmental flows, such as corrosion caused by moisture, and protected against short circuits with external conductors.
  • FIG. 4 shows an electrical circuit 10 according to the invention with a reduced material thickness M2 of the carrier 14 in the securing area 16 in a sectional view from the side.
  • the conductor 12 is contacted flatly by the carrier 14 on its upper side and on its underside and is completely covered by the carrier 14.
  • the conductor 12 is thus protected by the carrier 14 both inside and outside the security area 16 from environmental influences, from mechanical damage and from electrical contact with external conductors.
  • the carrier 14 has the non-reduced material thickness M1.
  • the carrier 14 has a reduced material thickness M2.
  • the carrier 14 in the securing area 16 has a reduced material thickness M2
  • the heat transport capacity of the carrier 14 in the securing area is reduced, as a result of which less current flow-related waste heat from the conductor 12 is dissipated in the securing area 16 than outside the securing area 16, so that the conductor 12 is in the securing area heated more than outside the fuse area 16.
  • the melting tendency of the conductor 12 is thus increased in the fuse area 16, so that the conductor 12 melts in a controlled manner at a defined current strength and / or in a defined time interval within the fuse area 16 and not unintentionally outside the fuse area 16.
  • the carrier in the securing area 16 can be made of a different material, in particular a material with a higher melting temperature or a lower heat transport capacity than outside the securing area 16.
  • the laser beam 20 is a carbon dioxide laser (CO2 laser) which is emitted by a laser emitting device.
  • CO2 laser carbon dioxide laser
  • material from the carrier 14 is removed in order to create a safety area 16 of the electrical circuit 10 to produce reduced material thickness M2 of the carrier 14.
  • the carrier 14 in the securing area 16 can be completely removed using the laser beam 20, so that the conductor 12 is exposed.
  • Fig. 6 shows a schematic representation of the electrical circuit 10 during the induction of an increased melting tendency of the conductor 12 in the fuse area 16 by removing an adhesive layer that bonds the carrier 14 and the conductor 12 together. Removing the adhesive layer creates a gap 22 between the conductor 12 and the carrier 14, which gap is filled with an air layer 24.
  • the laser beam 20 is a fiber laser emitted by a laser emitting device.
  • the air layer 24 thermally insulates the conductor 12 in the fuse area 16, so that waste heat from the conductor 12 caused by the current flow is not dissipated through the carrier 14.
  • FIG. 7 shows a heating device 100 with a heating element 102 designed as a heating foil, the heating device 100 comprising electrical circuits 10.
  • the heating device 100 is designed to be installed in a vehicle seat and to function there as a seat heater.
  • the electrical circuits 10 are part of connecting conductors 108 and are arranged together on a carrier 112, which is designed as a carrier film made of a PET film.
  • the heating device 100 can be connected to a control device and/or to an energy source, for example the on-board electronics of a vehicle, via a connection element 110 designed as a plug connector.
  • the connection element 110 is electrically conductively connected to the connection conductors 108, for example soldered.
  • the connecting conductors 108 are electrically conductively connected, for example soldered, to heating conductors 104 of the heating element 102 at their end opposite the connecting element 110.
  • the heating conductors 104 are arranged on a carrier material 106.
  • the carrier material 106 is designed as a carrier film, for example PET film.
  • the electrical circuits 10, which are part of the connecting conductors 108, are designed as fuses.
  • the heating device 100 is protected from damage caused by current flow due to overcurrent. If, during operation of the heating device 100, an excessive current intensity, which could damage the heating device 100, flows into the electrical circuits 10 via the connecting conductors 108, the conductors 12 of the electrical circuits 10 melt, so that the current flow is interrupted.
  • the heating device 100, in particular the heating element 102 is protected from overcurrent in this way.
  • the cell contacting system 200 is set up to electrically conductively connect several cells of an electrochemical storage, for example a battery of an electric vehicle, to one another by means of the several cell contacting conductors 204.
  • the electrical circuits 10 are part of connecting conductors 206 and are arranged together on a carrier 210, which is designed as a carrier film made of a PET film.
  • the connection conductors 206 the cell contacting system 200 can be connected via a connection element 208 designed as a plug connector to a control device and/or to an energy consumer, for example a battery management system and/or an electric motor of a vehicle.
  • connection element 208 is electrically conductively connected to the connection conductors 206, for example soldered.
  • the connecting conductors 206 are electrically conductively connected, for example soldered, to the cell contacting conductors 204 of the cell contacting elements 202 at their end opposite the connecting element 208.
  • the electrical circuits 10, which are part of the connecting conductors 206, are designed as fuses.
  • the cell contacting system 200 is protected from damage caused by current flow due to overcurrent.
  • electrical components connected to the cell contacting system 200 in an electrically conductive manner such as batteries or control devices, are protected from overcurrent damage. If, during operation of the cell contacting system 200, an excessive current intensity, which could damage the cell contacting system 200, flows into the electrical circuits 10 via the connecting conductors 206, the conductors 12 of the electrical circuits 10 melt, so that the current flow is interrupted. In this way, the cell contact system 200 and connected devices are protected from overcurrent.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltung (10) mit zumindest einem elektrisch leitfähigen Leiter (12), zumindest einem Träger (14), welcher den zumindest einen elektrisch leitfähigen Leiter (12) trägt und ein elektrisch isolierendes Material umfasst, und zumindest einem elektrischen Sicherungsbereich (16), wobei sich der zumindest eine elektrisch leitfähige Leiter (12) durch den zumindest einen Sicherungsbereich (16) erstreckt.

Description

Elektrische Schaltung
Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, eine Heizeinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 14, ein Zellkontaktiersystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 15 und ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Schaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 16.
Elektrische Geräte sind häufig mit elektrischen Schaltungen ausgestattet, welche einen Sicherungsbereich aufweisen. Ein Schmelzen eines von einem Träger getragenen elektrisch leitfähigen Leiters in dem Sicherungsbereich bei einer definierten den Leiter durchfließenden Stromstärke soll elektrische Bauteile eines elektrischen Gerätes vor stromflussbedingten Beschädigungen, beispielsweise durch Überstrom, schützen. Durch das Schmelzen des Leiters wird der Stromfluss unterbrochen, sodass elektrische Bauteile nicht beschädigt werden.
Aus dem Stand der Technik sind elektrische Schaltungen mit einem Sicherungsbereich, durch welchen sich ein von einem Träger getragenen elektrisch leitfähiger Leiter erstreckt, bekannt. Jedoch erfüllen diese elektrischen Schaltungen häufig nicht die anwendungsspezifischen Anforderungen im Hinblick auf ihre Sicherungsfunktion zum Schutz elektrischer Bauteile vor stromflussbedingten Beschädigungen. Es hat sich herausgestellt, dass der Leiter in der Praxis häufig nicht wunschgemäß schmilzt. Beispielsweise kann es vorkommen, dass der Träger des Leiters vor dem Leiter im Sicherungsbereich der elektrischen Schaltung schmilzt, sodass der Leiter den Stromfluss nicht bei einer definierten Stromstärke oder in einem definierten Zeitintervall durch ein ordnungsgemäßes Schmelzen unterbricht.
Es kann daher mit den bekannten elektrischen Schaltungen nicht sichergestellt werden, dass elektrische Bauteile zuverlässig vor stromflussbedingten Beschädigungen geschützt werden und eine Funktionsbeeinträchtigung elektrischer Geräte verhindert wird. Beschädigungen und Funktionsbeeinträchtigungen elektrischer Geräte können hohe Reparaturkosten oder weitere Folgeschäden nach sich ziehen. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, elektrische Schaltungen derart weiterzuentwickeln, dass sie anwendungsspezifischen Anforderungen an den Schutz elektrischer Bauteile vor stromflussbedingten Beschädigungen durch ein zuverlässiges Schmelzen des Leiters genügen.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer elektrischen Schaltung der eingangs genannten Art, wobei der zumindest eine elektrisch leitfähige Leiter in dem zumindest einen elektrischen Sicherungsbereich im Vergleich zu an den Sicherungsbereich angrenzenden Leiterbereichen des elektrisch leitfähigen Leiters eine erhöhte stromflussbedingte Schmelzneigung aufweist.
Dadurch, dass der elektrisch leitfähige Leiter in dem elektrischen Sicherungsbereich eine höhere stromflussbedingte Schmelzneigung als in den angrenzenden Leiterbereichen des elektrisch leitfähigen Leiters aufweist, wird sichergestellt, dass die elektrische Schaltung ihre Sicherungsfunktion erfüllt und elektrische Bauteile zuverlässig vor stromflussbedingten Beschädigungen geschützt werden. Durch die erhöhte Schmelzneigung wird ein ordnungsgemäßes Schmelzen und somit ein zuverlässiges Unterbrechen des Stromflusses des Leiters im Sicherungsbereich bei einer definierten Stromstärke oder in einem definierten Zeitintervall bewirkt. Auf diese Weise können außerdem hohe Reparaturkosten beschädigter elektrischer Geräte oder weitere Folgeschäden durch eine Funktionsbeeinträchtigung elektrische Geräte verhindert werden.
Die erhöhte stromflussbedingte Schmelzneigung ist durch einen stromflussbedingten Temperaturanstieg des Leiters im Sicherungsbereich bedingt. Die elektrische Schaltung kann als Leiterplatte (PCB) ausgebildet sein. Die elektrische Schaltung ist vorzugsweise als Schmelzsicherung, insbesondere als Thermosicherung, ausgebildet. Eine erhöhte Schmelzneigung bedeutet, dass der Leiter bei einer niedrigen Stromstärke und/oder nach kürzerer Zeit schmilzt (niedrigere Auslösezeit und/oder niedrigerer Auslösestrom), insbesondere durch eine im Sicherungsbereich reduzierte Schmelzenthalpie des Leiters. Das Schmelzen des Leiters führt zum Auslösen der Sicherung, sodass der Stromfluss unterbrochen wird und elektrische Bauteile vor einem Überstrom geschützt werden. Vorzugsweise schmilzt der Leiter im Sicherungsbereich bei einer definierten Stromstärke und/oder nach einer definierten Zeit. Beispielsweise schmilzt der Leiter im Sicherungsbereich, wenn der fließende Strom länger als 4 Stunden bei 1 Ampere, maximal 5 Sekunden bei 3 Ampere und/oder maximal 1 Sekunde bei 4 Ampere liegt. Vorzugsweise kontaktiert der Träger den elektrisch leitfähigen Leiter. Der Träger kann den Leiter zumindest abschnittsweise vollständig umschließen. Der Träger schützt den Leiter vor mechanischen, elektrischen und chemischen Umwelteinflüssen, insbesondere vor Verformungen, wie Biegen und Verdrehen. Vorzugsweise wird der Leiter von dem Träger bedeckt und/oder umschlossen. Der elektrisch leitfähige Leiter ist vorzugsweise als Flachleiter, insbesondere als Leiterbahn, ausgebildet. Der elektrisch leitfähige Leiter definiert vorzugsweise einen elektrischen Pfad.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung ist die elektrische Schaltung elastisch verformbar, wobei der elektrisch leitfähige Leiter und/oder der Träger vorzugsweise zumindest abschnittsweise aus einem flexiblen Material ausgebildet ist. Die elektrische Schaltung kann als flexible Leiterplatte (FPCB) ausgebildet sein. Eine flexible Leiterplatte ist aus einem elastisch verformbaren Material ausgebildet. Der Träger ist vorzugsweise als Folie, insbesondere als PET-Folie, ausgebildet. Der Träger ist vorzugsweise flächig, insbesondere als ein flexibles Flächengebilde, ausgebildet.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung weist der elektrisch leitfähige Leiter im Sicherungsbereich einen zumindest abschnittsweise reduzierten Querschnitt auf. Ein reduzierter Querschnitt des Leiters hat einen im Bereich der Querschnittsreduktion erhöhten elektrischen Widerstand bei gleichbleibender Stromstärke zur Folge, sodass im Sicherungsbereich der elektrischen Schaltung vorzugsweise ein lokales Maximum an elektrischem Widerstand auftritt. Ein erhöhter elektrischer Widerstand hat eine höhere Wärmeentwicklung im Bereich der Querschnittsreduktion des Leiters zur Folge. Der Querschnitt des Leiters kann abschnittsweise, beispielsweise über eine Länge zwischen 1 mm und 10 mm, insbesondere auf einer Länge von 1 mm, 3 mm, 5 mm oder 10 mm reduziert sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung weist der elektrisch leitfähige Leiter im Sicherungsbereich eine zumindest abschnittsweise reduzierte Höhe und/oder eine zumindest abschnittsweise reduzierte Breite auf. Die Höhe des Leiters entspricht der Materialstärke bzw. der Dicke des Leiters auf dem Träger. Die Höhe des Leiters kann beispielsweise zwischen 5 pm und 30 pm, insbesondere bei 18 pm, liegen. Die Breite des Leiters kann beispielsweise zwischen 0,1 mm und 2 mm liegen, insbesondere zwischen 0,6 mm und 1 mm, liegen.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen der elektrischen Schaltung ist der elektrisch leitfähige Leiter im Sicherungsbereich und in den an den Sicherungsbereich angrenzenden Leiterbereichen des elektrisch leitfähigen Leiters aus dem gleichen Material ausgebildet. Der elektrisch leitfähige Leiter kann aus Aluminium, Kupfer und/oder Silber ausgebildet sein. Der elektrisch leitfähige Leiter ist vorzugsweise einstückig ausgebildet, insbesondere bereichsübergreifend im Sicherungsbereich und in den an den Sicherungsbereich angrenzenden Leiterbereichen des elektrisch leitfähigen Leiters.
Es ist zudem eine erfindungsgemäße elektrische Schaltung vorteilhaft, bei welcher der elektrisch leitfähige Leiter im Sicherungsbereich und in an den Sicherungsbereich angrenzenden Leiterbereichen des elektrisch leitfähigen Leiters aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet ist. Das Material des Leiters im Sicherungsbereich hat vorzugsweise eine niedrigere Schmelztemperatur als das Material des Leiters in den an den Sicherungsbereich angrenzenden Leiterbereichen des elektrisch leitfähigen Leiters. Durch die niedrigere Schmelztemperatur des Materials im Sicherungsbereich ist die Schmelzneigung des Leiters im Sicherungsbereich erhöht.
Es ist weiterhin eine erfindungsgemäße elektrische Schaltung vorteilhaft, bei welcher eine Wärmetransportfähigkeit des Sicherungsbereichs im Vergleich zu an den Sicherungsbereich angrenzenden Bereichen der elektrischen Schaltung reduziert ist. Ein Wärmeabtransport stromflussbedingter Abwärme des elektrisch leitfähigen Leiters im Sicherungsbereich ist nicht beabsichtigt. Durch eine reduzierte Wärmetransportfähigkeit im Sicherungsbereich wird sichergestellt, dass der elektrisch leitfähige Leiter im Sicherungsbereich bei einer definierten Stromstärke und/oder nach einem definierten Zeitabschnitt schmilzt und die Sicherung somit korrekt auslöst. Wird die stromflussbedingte Abwärme des elektrisch leitfähigen Leiters unbeabsichtigt abgeführt, schmilzt der Leiter möglicherweise nicht oder nicht bei einer definierten Stromstärke und/oder erst nach einem definierten Zeitabschnitt, sodass beispielsweise an die elektrische Schaltung angeschlossene elektrische Bauteile aufgrund eines Überstroms beschädigt werden können.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung weist der Träger im Sicherungsbereich eine zumindest abschnittsweise reduzierte Materialstärke auf. Durch die reduzierte Materialstärke des Trägers wird weniger stromflussbedingte Wärme des Leiters abgeführt. Dadurch, dass weniger Wärme vom Leiter durch den Träger abgeführt wird, kann ein Schmelzen des Trägers vor dem Leiter vermieden werden und ein definiertes beabsichtigtes Schmelzen des Leiters und damit ein korrektes Auslösen der Sicherung sichergestellt werden. Die Materialstärke kann nur in den Bereichen des Trägers reduziert sein, in welchen der Träger den Leiter kontaktiert. Die nichtreduzierte Materialstärke des Trägers kann beispielsweise zwischen 20 pm und 100 pm, insbesondere bei 50 pm, liegen. Die reduzierte Materialstärke des Trägers kann beispielsweise zwischen 1 pm und 20 pm, insbesondere bei 10 pm, liegen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung ist der Träger im Sicherungsbereich zumindest abschnittsweise vollständig entfernt. Durch den entfernten Träger wird keine stromflussbedingte Wärme des Leiters abgeführt. Dadurch, dass keine Wärme vom Leiter durch den Träger abgeführt wird, kann ein Schmelzen des Trägers vor dem Leiter vermieden werden und ein definiertes beabsichtigtes Schmelzen des Leiters und damit ein korrektes Auslösen der Sicherungen sichergestellt werden. Der Träger kann nur in den Bereichen entfernt sein, in welchen der Träger den Leiter kontaktiert.
Es ist außerdem eine erfindungsgemäße elektrische Schaltung bevorzugt, bei welcher der Träger im Sicherungsbereich und in an den Sicherungsbereich angrenzenden Trägerbereichen des Trägers aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet ist. Die unterschiedlichen Materialien weisen jeweils unterschiedliche Wärmetransporteigenschaften auf. Das Material des Trägers im Sicherungsbereich kann nur in den Bereichen ein anderes als in den an den Sicherungsbereich angrenzenden Trägerbereichen sein, in welchen der Träger den Leiter kontaktiert. Das Material des Trägers im Sicherungsbereich hat vorzugsweise eine höhere Schmelztemperatur als das Material des Trägers in den an den Sicherungsbereich angrenzenden Trägerbereichen des Trägers. Das Material des Trägers im Sicherungsbereich hat vorzugsweise eine höhere Schmelztemperatur als das Material des Leiters im Sicherungsbereich. Durch die höhere Schmelztemperatur des Materials im Sicherungsbereich ist die Schmelzneigung des Trägers im Sicherungsbereich herabgesetzt, sodass sichergestellt werden kann, dass der Träger nicht vor dem Leiter schmilzt.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung sind der elektrisch leitfähige Leiter und der Träger zumindest abschnittsweise im Sicherungsbereich beabstandet voneinander angeordnet, wobei sich in einem durch die beabstandete Anordnung des Leiters und des Trägers ergebenden Spalt zwischen dem Leiter und dem Träger ein wärmeisolierendes Fluid befindet. Das wärmeisolierende Fluid ist vorzugsweise ein Gas, insbesondere Luft. Das wärmeisolierende Fluid sorgt für eine thermische Isolierung des Leiters und verhindert den Wärmetransport von stromflussbedingter Wärme des Leiters in den Träger.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung ist eine den elektrisch leitfähigen Leiter und den Träger miteinander verbindende und zwischen dem Leiter und dem Träger angeordnete Klebstoffschicht zumindest abschnittsweise im Sicherungsbereich entfernt, wobei sich in Bereichen mit entfernter Klebstoffschicht vorzugsweise eine Luftschicht zwischen dem Leiter und dem Träger befindet. Vorzugsweise sind der Träger und der elektrisch leitfähige Leiter mit einem Klebstoff stoffschlüssig miteinander verbunden. Im Sicherungsbereich kann die Klebstoffschicht des Klebstoffs zumindest abschnittsweise entfernt sein, wobei sich in den dadurch entstehenden Hohlraum zwischen dem Leiter und dem Träger Luft befindet. Luft zwischen dem Träger und dem Leiter sorgt für eine Wärmeisolierung des Leiters, sodass der Wärmeabtransport von stromflussbedingter Wärme des Leiters in den Träger nicht oder zumindest signifikant vermindert stattfindet. Die Klebstoffschicht kann beispielsweise mittels eines Lasers, insbesondere mittels eines Faserlasers entfernbar sein. Es ist weiterhin eine erfindungsgemäße elektrische Schaltung vorteilhaft, bei welcher die elektrische Schaltung eine Abdeckeinrichtung umfasst, welche die elektrische Schaltung zumindest abschnittsweise, insbesondere den Sicherungsbereich der elektrischen Schaltung, abdeckt, wobei die Abdeckeinrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet ist, den Sicherungsbereich gegen mechanische Verformung zu stabilisieren und/oder elektrisch zu isolieren und/oder vor Umwelteinflüssen zu schützen. Vorzugsweise ist der Sicherungsbereich mittels der Abdeckeinrichtung abgedeckt, wenn der Träger im Sicherungsbereich vollständig entfernt ist. Der Sicherungsbereich kann auch abgedeckt sein, wenn die Materialstärke des Trägers im Sicherungsbereich reduziert ist. Eine mechanische Verformung kann eine Biegung, eine Verdrehung, eine Zugkraft und/oder eine Druckkraft sein, welche auf die elektrische Schaltung, insbesondere auf den Sicherungsbereich, einwirken. Die Abdeckeinrichtung erhöht die Festigkeit und/oder die Steifigkeit der elektrischen Schaltung, insbesondere im Sicherungsbereich, sodass mechanische Verformungen verringert und somit mechanische Beschädigungen der elektrischen Schaltung vermieden werden. Die Abdeckeinrichtung kann den Sicherungsbereich zudem elektrisch isolieren, sodass Kurzschlüsse bei Kontakt mit externen Fremdleitern oder benachbart angeordneten elektrischen Schaltungen verhindert werden. Umwelteinflüsse können beispielsweise Flüssigkeits- und/oder Feststoffkontakt, insbesondere der Kontakt mit Wasser und/oder weiteren Fluiden, sein. Die Abdeckeinrichtung sorgt vorzugsweise für eine fluiddichte und chemisch beständige Schutzschicht auf dem Sicherungsbereich. Die Abdeckeinrichtung kann aus einem metallischen Material oder aus einem Kunststoff ausgebildet sein. Insbesondere kann die Abdeckeinrichtung als Folie ausgebildet sein. Die Abdeckeinrichtung wird vorzugsweise an dem Träger der elektrischen Schaltung befestigt. Beispielsweise wird die Abdeckeinrichtung mit dem Träger verklebt. Vorzugsweise weist die Abdeckeinrichtung eine niedrigere Wärmeausdehnung und/oder oder eine höhere Schmelztemperatur als der elektrisch leitfähige Leiter auf.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird weiterhin mittels einer Heizeinrichtung der eingangs genannten Art gelöst, wobei die elektrische Schaltung nach einer der vorstehenden Ausführungsformen ausgebildet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung wird auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung verwiesen.
Die Heizeinrichtung kann als Heizfolie oder Heizmatte ausgebildet sein oder eine Heizfolie oder eine Heizmatte umfassen. Das den Heizleiter tragende Trägermaterial ist vorzugsweise eine Folie, insbesondere eine PET-Folie. Der Heizleiter ist vorzugsweise aus Aluminium oder Kupfer ausgebildet. Der Anschlussleiter ist vorzugsweise als Aluminium oder Kupfer ausgebildet. Der Heizleiter und der Anschlussleiter sind vorzugsweise elektrisch leitfähig miteinander verlötet, vercrimpt und/oder verklebt. Das Anschlusselement kann ein Steckverbinder sein. Vorzugsweise wird das Anschlusselement mit dem Anschlussleiter verlötet oder vercrimpt. Mittels des Anschlusselements ist die Heizeinrichtung beispielsweise mit einer Steuerungseinrichtung und/oder einer Stromversorgung verbindbar. Die Heizeinrichtung kann eine Heizeinrichtung für Fahrzeugsitze sein. Die Heizeinrichtung kann dazu eingerichtet sein, in und/oder unter das Polster eines Fahrzeugsitzes eingebracht zu werden. Die Heizeinrichtung kann eine Heizdecke zur Beheizung von Patienten, beispielsweise bei Verletzungen, sein. Mittels der zumindest einen elektrischen Schaltung kann die Heizeinrichtung vor stromflussbedingten Beschädigungen aufgrund von Überstrom geschützt werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Zellkontaktiersystem der eingangs genannten Art gelöst, wobei die elektrische Schaltung nach einer der vorstehenden Ausführungsformen ausgebildet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Zellkontaktiersystems wird auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung verwiesen.
Der elektrochemische Energiespeicher kann eine Batterie oder ein Akku beispielsweise für Elektrofahrzeuge sein. Der elektrochemische Energiespeicher kann eine oder mehrere Zellen umfassen. Das Zellkontaktiersystem ist vorzugsweise dazu eingerichtet, einzelne Zellen einer Batterie oder eines Akkus miteinander und/oder die Batterie oder den Akku mit einem Energieabnehmer, beispielsweise einem elektrifizierten Antrieb, zu verbinden. Der Zellkontaktleiter kann beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer bestehen. Der Anschlussleiter kann beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer besteht. Das Anschlusselement kann ein Steckverbinder sein. Vorzugsweise wird das Anschlusselement mit dem Anschlussleiter verlötet oder vercrimpt. Mittels des Anschlusselements ist das Zellkontaktiersystem mit einem elektronischen Bauteil, beispielsweise mit einer Steuerungseinrichtung und/oder einem Energieabnehmer, beispielsweise einem Elektromotor, verbindbar. Das elektronische Bauteil kann zudem ein battery management system (BMS) sein. Mittels der zumindest einen elektrischen Schaltung kann das Zellkontaktiersystem, sowie an das Zellkontaktiersystem angeschlossene elektrische Bauteile, insbesondere Batterien und/oder Akkus, vor stromflussbedingten Beschädigungen aufgrund von Überstrom geschützt werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei eine erhöhte stromflussbedingte Schmelzneigung des zumindest einen elektrisch leitfähigen Leiters in dem zumindest einen elektrischen Sicherungsbereich im Vergleich zu an den Sicherungsbereich angrenzenden Leiterbereichen des elektrisch leitfähigen Leiters herbeigeführt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Herbeiführen der erhöhten stromflussbedingten Schmelzneigung des zumindest einen elektrisch leitfähigen Leiters in dem zumindest einen elektrischen Sicherungsbereich durch ein Erzeugen eines zumindest abschnittsweise reduzierten Querschnitts des elektrisch leitfähigen Leiters im Sicherungsbereich. Alternativ oder zusätzlich erfolgt das Herbeiführen der erhöhten stromflussbedingten Schmelzneigung durch ein Erzeugen einer zumindest abschnittsweise reduzierten Höhe und/oder Breite des elektrisch leitfähigen Leiters im Sicherungsbereich. Alternativ oder zusätzlich erfolgt das Herbeiführen der erhöhten stromflussbedingten Schmelzneigung durch ein Erzeugen einer reduzierten Wärmetransportfähigkeit des Sicherungsbereichs im Vergleich zu an den Sicherungsbereich angrenzenden Bereichen der elektrischen Schaltung. Alternativ oder zusätzlich erfolgt das Herbeiführen der erhöhten stromflussbedingten Schmelzneigung durch ein Erzeugen einer zumindest abschnittsweise reduzierten Materialstärke des Trägers im Sicherungsbereich. Alternativ oder zusätzlich erfolgt das Herbeiführen der erhöhten stromflussbedingten Schmelzneigung durch ein vollständiges Entfernen des Trägers zumindest abschnittsweise im Sicherungsbereich. Alternativ oder zusätzlich erfolgt das Herbeiführen der erhöhten stromflussbedingten Schmelzneigung durch ein Entfernen einer zwischen dem Leiter und dem Träger angeordneten Klebstoffschicht zumindest abschnittsweise im Sicherungsbereich.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Herbeiführen der erhöhten stromflussbedingten Schmelzneigung des zumindest einen elektrisch leitfähigen Leiters in dem zumindest einen elektrischen Sicherungsbereich mittels eines Materialabtrags des elektrisch leitfähigen Leiters und/oder des Trägers und/oder der Kleberschicht ausgeführt, wobei der Materialabtrag vorzugsweise mittels eines Lasers ausgeführt wird. Der Laser ist vorzugsweise als Gaslaser, insbesondere als CO2-Laser (Kohlendioxidlaser) oder als Festkörperlaser, insbesondere als Faserlaser, ausgebildet. Mittels des Lasers kann Material, insbesondere des Trägers abgetragen werden, um die Materialstärke des Trägers zu reduzieren oder den Träger vollständig zu entfernen. Mittels des Lasers kann eine den Leiter und den Träger verbindende Klebeschicht entfernt werden.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße elektrische Schaltung mit reduzierter Breite des elektrisch leitfähigen Leiters im Sicherungsbereich in einer Draufsicht;
Fig. 2 eine erfindungsgemäße elektrische Schaltung mit vollständig entferntem Träger im Sicherungsbereich in einer Schnittdarstellung von der Seite;
Fig. 3 die elektrische Schaltung aus Fig. 2 mit den Sicherungsbereich abdeckenden Abdeckeinrichtungen in einer Schnittdarstellung von der Seite; Fig. 4 eine erfindungsgemäße elektrische Schaltung mit reduzierter Materialstärke des Trägers im Sicherungsbereich in einer Schnittdarstellung von der Seite;
Fig. 5 eine erfindungsgemäße elektrische Schaltung während eines Materialabtrags im Sicherungsbereich mittels eins Laserstrahls in einer schematischen Schnittdarstellung von der Seite;
Fig. 6 eine erfindungsgemäße elektrische Schaltung während des Entfernens einer Klebstoffschicht zwischen dem Leiter und dem Träger in einer schematischen Schnittdarstellung von der Seite;
Fig. 7 eine Heizeinrichtung mit einer erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung in einer Draufsicht; und
Fig. 8 ein Zellkontaktiersystem mit einer erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung in einer Draufsicht.
Die Fig. 1 zeigt eine Draufsicht elektrische Schaltung 10mit einem elektrisch leitfähigen Leiter 12, einem Träger 14 und einem elektrischen Sicherungsbereich 16.
Der Träger 14 trägt den Leiter 12, wobei der Leiter 12 mit dem Träger 14 verbunden, beispielsweise auf den Träger 14 geklebt und/oder von dem Träger 14 umschlossen wird. Der Träger 14 ist aus einem elastisch verformbaren und elektrisch isolierenden Material, insbesondere als PET-Folie, ausgebildet. Der Leiter 12 erstreckt sich durch den Sicherungsbereich 16, wobei der Leiter 12 außerhalb des Sicherungsbereichs 16 die Breite B1 und innerhalb des Sicherungsbereichs 16 eine reduzierte Breite B2 aufweist.
Die elektrische Schaltung 10 ist als Schmelzsicherung ausgebildet, welche insbesondere auf folienbasierten Leiterplatten eingesetzt werden kann. Die elektrische Schaltung 10 schützt elektrisch leitend mit der elektrischen Schaltung 10 verbundene elektrische Bauteile vor stromflussbedingten Beschädigungen, indem der Leiter 12 im Sicherungsbereich 16 bei einer definierten Stromstärke und/oder in einem definierten Zeitintervall schmilzt, sodass der Stromfluss unterbrochen wird. Durch die reduzierte Breite B2 des Leiters 12 im Sicherungsbereich 16 steigt der lokale elektrische Widerstand im Sicherungsbereich an, sodass sich eine höhere stromflussflussbedingte Wärmeentwicklung des Leiters 12 im Bereich der reduzierten Breite B2 ergibt und der Leiter 12 im Sicherungsbereich 16 eher dazu neigt zu schmelzen als außerhalb des Sicherungsbereichs. Zudem wird durch die reduzierte Breite B2 die Schmelzenthalpie des Leiters 12 im Sicherungsbereich reduziert, sodass weniger Wärmeenergie benötigt wird, um den Leiter 12 zu schmelzen. Somit wird vermieden, dass der Träger 16 im Sicherungsbereich 16 zeitlich vor dem Leiter 12 schmilzt. So wird sichergestellt, dass der Leiter 12 zuverlässig und kontrolliert bei einer beabsichtigten Stromstärke und/oder innerhalb eines definierten Zeitintervalls schmilzt und die Schmelzsicherung zum Schutz elektrischer Bauteile somit korrekt auslöst.
Die Fig. 2 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung 10. Außerhalb des Sicherungsbereichs 16 wird der Leiter 12 auf seiner Oberseite und auf seiner Unterseite flächig von dem Träger 14 kontaktiert und vollständig von dem Träger 14 bedeckt. Der Träger 14 der elektrischen Schaltung 10 weist auf der Oberseite und Unterseite des Leiters 12 jeweils eine Materialstärke M1 auf. Der Träger 14 schützt den Leiter 12 vor Umwelteinflüssen, vor mechanischer Beschädigung und vor elektrischem Kontakt mit Fremdleitern.
Innerhalb des Sicherungsbereichs 16 der elektrischen Schaltung 10 ist der Träger 14 vollständig entfernt, sodass der Leiter 12 freiliegt. Dadurch, dass der Leiter 12 im Sicherungsbereich 16 nicht von einem Träger 12 kontaktiert wird, wird im Sicherungsbereich 16 im Wesentlichen keine stromflussbedingte Abwärme des Leiters 12 abgeführt, sodass sich der Leiter 12 im Sicherungsbereich stärker erwärmt als außerhalb des Sicherungsbereichs 16. Die Schmelzneigung des Leiters 12 ist somit im Sicherungsbereich 16 erhöht, sodass der Leiter 12 kontrolliert bei einer definierten Stromstärke und/oder in einem definierten Zeitintervall innerhalb des Sicherungsbereichs 16 und nicht unbeabsichtigt außerhalb des Sicherungsbereichs 16 schmilzt.
Zudem wird verhindert, dass der Träger 14 die stromflussbedingte thermische Energie des Leiters 12 im Sicherungsbereich 16 aufnimmt und somit zeitlich vor dem Leiter 12 schmelzen könnte. Ein Schmelzen des Trägers 14 würde diesen beschädigen. Zudem würde ein Schmelzen des Trägers 14 das beabsichtigte Schmelzen des Leiters 12 beeinträchtigen, da der Leiter 12 zu spät schmilzt. In Bereichen, in welchen der Träger 14 unbeabsichtigt schmilzt, kann es zudem vorkommen, dass der Leiter 12 bei erneutem Stromfluss zeitlich zu früh und/oder bei einer niedrigeren Stromstärke als beabsichtigt schmilzt. Der Leiter 12 weist eine Höhe H auf. Um die stromflussbedingte Abwärme des Leiters 12 im Sicherungsbereich 16 und damit die Schmelzneigung des Leiters 12 im Sicherungsbereich 16 weiter zu erhöhen, kann die Höhe H des Leiters 12 im Sicherungsbereich 16 zudem reduziert sein.
Die Fig. 3 zeigt die elektrische Schaltung aus Fig. 2, wobei der freiliegende elektrische Leiter 12 im Sicherungsbereich 16 der elektrischen Schaltung 10 auf seiner Oberseite und auf seiner Unterseite jeweils mit einer Abdeckeinrichtung 18 abgedeckt ist. Die Abdeckeinrichtung 18 ist aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet, wobei die Dicke der Abdeckeinrichtungen 18 im Wesentlichen der Materialstärke M1 des Trägers 14 entspricht. Die Abdeckeinrichtung 18 kontaktiert außerhalb des Sicherungsbereichs 16 den Träger 14 und ist fest mit dem Träger 14 verbunden, beispielsweise verklebt, sodass die Abdeckeinrichtungen 18 eine fluiddichte und chemisch beständige Schutzschicht auf dem Sicherungsbereich 16 bilden. Der Leiter 12 und die Abdeckeinrichtungen 18 sind jeweils um einen der Materialstärke M1 des Trägers entsprechenden Abstand voneinander beabstandet, sodass sich zwischen dem Leiter 12 und den Abdeckeinrichtungen 18 jeweils ein Spalt ergibt, welcher luftgefüllt ist, sodass im Sicherungsbereich 16 im Wesentlichen kein Wärmetransport aus dem Leiter 12 in die Abdeckeinrichtungen 18 stattfindet. Zudem weisen die Abdeckeinrichtungen 18 eine höhere Schmelztemperatur und eine niedrigere Wärmeausdehnung als der Leiter 12 und der Träger 14 auf.
Die Abdeckeinrichtungen 18 erhöht die Festigkeit und/oder die Steifigkeit der elektrischen Schaltung 10 im Sicherungsbereich 16, um mechanische Verformungen und somit mechanische Beschädigungen des freiliegenden Leiters 12 im Sicherungsbereich 16 zu vermeiden und gleichzeitig ein unbeabsichtigtes Schmelzen des Trägers 14 und/oder des Leiters 12 zu verhindern. Zudem wird der Leiter 12 mittels der Abdeckeinrichtungen 18 vor Umweltflüssen, wie Korrosion durch Feuchtigkeit, und vor Kurzschlüssen mit externen Fremdleitern geschützt.
Die Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Schaltung 10 mit einer reduzierten Materialstärke M2 des Trägers 14 im Sicherungsbereich 16 in einer Schnittdarstellung von der Seite. Der Leiter 12 wird auf seiner Oberseite und auf seiner Unterseite flächig von dem Träger 14 kontaktiert und vollständig von dem Träger 14 bedeckt. Somit wird der Leiter 12 durch den Träger 14 sowohl innerhalb als auch außerhalb des Sicherungsbereichs 16 vor Umwelteinflüssen, vor mechanischer Beschädigung und vor elektrischem Kontakt mit Fremdleitern geschützt. Außerhalb des Sicherungsbereichs 16 weist der Träger 14 die nicht reduzierte Materialstärke M1 auf. Innerhalb des Sicherungsbereichs 16 weist der Träger 14 eine reduzierte Materialstärke M2 auf. Dadurch, dass der Träger 14 im Sicherungsbereich 16 eine reduzierte Materialstärke M2 aufweist, ist die Wärmetransportfähigkeit des Trägers 14 im Sicherungsbereich herabgesetzt, wodurch im Sicherungsbereich 16 weniger stromflussbedingte Abwärme des Leiters 12 abgeführt wird als außerhalb des Sicherungsbereichs 16, sodass sich der Leiter 12 im Sicherungsbereich stärker erwärmt als außerhalb des Sicherungsbereichs 16. Die Schmelzneigung des Leiters 12 ist somit im Sicherungsbereich 16 erhöht, sodass der Leiter 12 kontrolliert bei einer definierten Stromstärke und/oder in einem definierten Zeitintervall innerhalb des Sicherungsbereichs 16 und nicht unbeabsichtigt außerhalb des Sicherungsbereichs 16 schmilzt.
Alternativ oder zusätzlich kann der Träger im Sicherungsbereich 16 aus einem anderen Material, insbesondere aus einem Material mit einer höheren Schmelztemperatur oder einer geringeren Wärmetransportfähigkeit als außerhalb des Sicherungsbereichs 16 ausgebildet sein.
Die Fig. 5 zeigt die elektrische Schaltung 10 während des Herbeiführens einer erhöhten Schmelzneigung des Leiters 12 im Sicherungsbereich 16 durch das Reduzieren der Materialstärke M1 auf die Materialstärke M2 mittels des Laserstrahls 20 in einer schematischen Darstellung. Der Laserstrahl 20 ist ein Kohlenstoffdioxidlaser (CO2-Laser), welcher von einer Laseremittiereinrichtung emittiert wird. Mittels des Laserstrahls 20 wird Material des Trägers 14 abgetragen, um im Sicherungsbereich 16 der elektrischen Schaltung 10 eine reduzierte Materialstärke M2 des Trägers 14 zu erzeugen. Alternativ kann der Träger 14 im Sicherungsbereich 16 mittels des Laserstrahls 20 vollständig entfernt werden, sodass der Leiter 12 freiliegt.
Die Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung der elektrischen Schaltung 10 während des Herbeiführens einer erhöhten Schmelzneigung des Leiters 12 im Sicherungsbereich 16 durch das Entfernen einer den Träger 14 und den Leiter 12 miteinander verklebenden Klebstoffschicht. Zwischen dem Leiter 12 und dem Träger 14 entsteht durch das Entfernen der Klebstoffschicht ein Spalt 22, welcher mit einer Luftschicht 24 gefüllt ist. Der Laserstrahl 20 ist ein Faserlaser, welcher von einer Laseremittiereinrichtung emittiert wird. Durch die Luftschicht 24 wird der Leiter 12 im Sicherungsbereich 16 thermisch isoliert, sodass stromflussbedingte Abwärme des Leiters 12 nicht durch den Träger 14 abgeführt wird. Dadurch, dass keine stromflussbedingte Abwärme vom Leiter 12 durch den Träger 14 abgeführt wird, kann ein Schmelzen des Trägers 14 vor dem Leiter 12 vermieden werden und ein definiertes beabsichtigtes Schmelzen des Leiters 12 im Sicherungsbereich 16 und damit ein korrektes Auslösen der Schmelzsicherung sichergestellt werden.
Die Fig. 7 zeigt eine Heizeinrichtung 100 mit einem als Heizfolie ausgebildeten Heizelement 102, wobei die Heizeinrichtung 100 elektrische Schaltungen 10 umfasst. Die Heizeinrichtung 100 ist dazu eingerichtet, in einem Fahrzeugsitz verbaut zu werden und dort als Sitzheizung zu fungieren.
Die elektrischen Schaltungen 10 sind Bestandteil von Anschlussleitern 108 und zusammen auf einem Träger 112, welcher als Trägerfolie aus einer PET-Folie ausgebildet ist, angeordnet. Mittels der Anschlussleiter 108 ist die Heizeinrichtung 100 über ein als Steckverbinder ausgebildetes Anschlusselement 110 mit einer Steuerungseinrichtung und/oder mit einer Energiequelle, beispielsweise der Bordelektronik eines Fahrzeugs, verbindbar. Das Anschlusselement 110 ist elektrisch leitfähig mit den Anschlussleitern 108 verbunden, beispielsweise verlötet. Die Anschlussleiter 108 sind an ihrem dem Anschlusselement 110 gegenüberliegenden Ende elektrisch leitfähig mit Heizleitern 104 des Heizelements 102 verbunden, beispielsweise verlötet. Die Heizleiter 104 sind auf einem Trägermaterial 106 angeordnet. Das Trägermaterial 106 ist als Trägerfolie, beispielsweise PET-Folie, ausgebildet. Die elektrischen Schaltungen 10, welche Bestandteil der Anschlussleiter 108 sind, sind als Schmelzsicherungen ausgebildet. Mittels der elektrischen Schaltungen 10 wird die Heizeinrichtung 100 vor stromflussbedingten Beschädigungen aufgrund von Überstrom geschützt. Sollte im Betrieb der Heizrichtung 100 eine zu hohe Stromstärke, welche die Heizeinrichtung 100 beschädigen könnte, über die Anschlussleiter 108 in die elektrischen Schaltungen 10 fließen, schmelzen die Leiter 12 der elektrischen Schaltungen 10, sodass der Stromfluss unterbrochen wird. Die Heizeinrichtung 100, insbesondere das Heizelement 102, wird auf diese Weise vor Überstrom geschützt.
Die Fig. 8 zeigt ein Zellkontaktiersystem 200 mit Zellkontaktierelementen 202, welche jeweils mehrere Zellkontaktierleiter 204 umfassen. Das Zellkontaktiersystem 200 ist dazu eingerichtet, mittels der mehreren Zellkontaktierleiter 204 mehrere Zellen eines elektrochemischen Speichers, beispielsweise eines Akkus eines Elektrofahrzeugs, elektrisch leitfähig miteinander zu verbinden. Die elektrischen Schaltungen 10 sind Bestandteil von Anschlussleitern 206 und zusammen auf einem Träger 210, welcher als Trägerfolie aus einer PET-Folie ausgebildet ist, angeordnet. Mittels der Anschlussleiter 206 ist das Zellkontaktiersystem 200 über ein als Steckverbinder ausgebildetes Anschlusselement 208 mit einer Steuerungseinrichtung und/oder mit einem Energieabnehmer, beispielsweise einem battery management system und/oder einem Elektromotor eines Fahrzeugs, verbindbar. Das Anschlusselement 208 ist elektrisch leitfähig mit den Anschlussleitern 206 verbunden, beispielsweise verlötet. Die Anschlussleiter 206 sind an ihrem dem Anschlusselement 208 gegenüberliegenden Ende elektrisch leitfähig mit den Zellkontaktierleitern 204 der Zellkontaktierelemente 202 verbunden, beispielsweise verlötet.
Die elektrischen Schaltungen 10, welche Bestandteil der Anschlussleiter 206 sind, sind als Schmelzsicherungen ausgebildet. Mittels der elektrischen Schaltungen 10 wird das Zellkontaktiersystem 200 vor stromflussbedingten Beschädigungen aufgrund von Überstrom geschützt. Zudem werden elektrisch leitfähig mit dem Zellkontaktiersystem 200 verbundene elektrische Bauteile, wie beispielsweise Akkus oder Steuergeräte, vor Überstromschäden geschützt. Sollte im Betrieb des Zellkontaktiersystems 200 eine zu hohe Stromstärke, welche das Zellkontaktiersystem 200 beschädigen könnte, über die Anschlussleiter 206 in die elektrischen Schaltungen 10 fließen, schmelzen die Leiter 12 der elektrischen Schaltungen 10, sodass der Stromfluss unterbrochen wird. Das Zellkontaktiersystem 200 sowie angeschlossene Geräte, werden auf diese Weise vor Überstrom geschützt.
Bezuqszeichen
10 elektrische Schaltung
12 Leiter
14 Träger
16 Sicherungsbereich
18 Abdeckeinrichtung
20 Laserstrahl
22 Spalt
24 Luftschicht
100 Heizeinrichtung
102 Heizelement
104 Heizleiter
106 Trägermaterial
108 Anschlussleiter
110 Anschlusselement
112 Träger
200 Zellkontaktiersystem
202 Zellkontaktierelement
204 Zellkontaktierleiter
206 Anschlussleiter
208 Anschlusselement
210 Träger
B1 , B2 Breite
H Höhe
M1 , M2 Materialstärke

Claims

Ansprüche Elektrische Schaltung (10), mit zumindest einem elektrisch leitfähigen Leiter (12), zumindest einem Träger (14), welcher den zumindest einen elektrisch leitfähigen Leiter (12) trägt und ein elektrisch isolierendes Material umfasst, und zumindest einem elektrischen Sicherungsbereich (16), wobei sich der zumindest eine elektrisch leitfähige Leiter (12) durch den zumindest einen Sicherungsbereich (16) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine elektrisch leitfähige Leiter (12) in dem zumindest einen elektrischen Sicherungsbereich (16) im Vergleich zu an den Sicherungsbereich (16) angrenzenden Leiterbereichen des elektrisch leitfähigen Leiters (12) eine erhöhte stromflussbedingte Schmelzneigung aufweist. Elektrische Schaltung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltung (10) elastisch verformbar ist, wobei der elektrisch leitfähige Leiter (12) und/oder der Träger (14) vorzugsweise zumindest abschnittsweise aus einem flexiblen Material ausgebildet ist. Elektrische Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Leiter (12) im Sicherungsbereich (16) einen zumindest abschnittsweise reduzierten Querschnitt aufweist. Elektrische Schaltung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Leiter (12) im Sicherungsbereich (16) eine zumindest abschnittsweise reduzierte Höhe (H) und/oder eine zumindest abschnittsweise reduzierte Breite (B2) aufweist. Elektrische Schaltung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Leiter (12) im Sicherungsbereich (16) und in den an den Sicherungsbereich (16) angrenzenden Leiterbereichen des elektrisch leitfähigen Leiters (12) aus dem gleichen Material ausgebildet ist.
6. Elektrische Schaltung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Leiter (12) im Sicherungsbereich (16) und in an den Sicherungsbereich (16) angrenzenden Leiterbereichen des elektrisch leitfähigen Leiters (12) aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet ist.
7. Elektrische Schaltung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmetransportfähigkeit des Sicherungsbereichs (16) im Vergleich zu an den Sicherungsbereich (16) angrenzenden Bereichen der elektrischen Schaltung (10) reduziert ist.
8. Elektrische Schaltung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (14) im Sicherungsbereich (16) eine zumindest abschnittsweise reduzierte Materialstärke (M2) aufweist.
9. Elektrische Schaltung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (14) im Sicherungsbereich (16) zumindest abschnittsweise vollständig entfernt ist.
10. Elektrische Schaltung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (14) im Sicherungsbereich (16) und in an den Sicherungsbereich (16) angrenzenden Trägerbereichen des Trägers (14) aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet ist.
11. Elektrische Schaltung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Leiter (12) und der Träger (14) zumindest abschnittsweise im Sicherungsbereich (16) beabstandet voneinander angeordnet sind, wobei sich in einem durch die beabstandete Anordnung des Leiters (12) und des Trägers (14) ergebenen Spalt (22) zwischen dem Leiter (12) und dem Träger (14) ein wärmeisolierendes Fluid befindet. Elektrische Schaltung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine den elektrisch leitfähigen Leiter (12) und den Träger (14) miteinander verbindende und zwischen dem Leiter (12) und dem Träger (14) angeordnete Klebstoffschicht zumindest abschnittsweise im Sicherungsbereich (16) entfernt ist, wobei sich in Bereichen mit entfernter Klebstoffschicht vorzugsweise eine Luftschicht zwischen dem Leiter (12) und dem Träger (14) befindet. Elektrische Schaltung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltung (10) eine Abdeckeinrichtung (18) umfasst, welche die elektrische Schaltung (10) zumindest abschnittsweise, insbesondere den Sicherungsbereich (16) der elektrischen Schaltung (10), abdeckt, wobei die Abdeckeinrichtung (18) vorzugsweise dazu eingerichtet ist, den Sicherungsbereich (16) gegen mechanische Verformung zu stabilisieren und/oder elektrisch zu isolieren und/oder vor Umwelteinflüssen zu schützen. Heizeinrichtung (100), mit zumindest einem Heizelement (102), welches einen Heizleiter (104) und ein den Heizleiter (104) tragendes Trägermaterial (106) umfasst, und zumindest einem Anschlussleiter (108), welcher mit dem Heizleiter (104) des Heizelements (102) elektrisch leitfähig verbindbar ist und mittels welchem der Heizleiter (104) des Heizelements (102) mit einem Anschlusselement (110) elektrisch leitfähig verbindbar ist, wobei der zumindest eine Anschlussleiter (108) zumindest eine elektrische Schaltung (10) umfasst, mittels welcher das Heizelement (102) vor stromflussbedingten Beschädigungen schützbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist. 15. Zellkontaktiersystem (200) für einen elektrochemischen Energiespeicher, mit zumindest einem Zellkontaktierelement (202), welches zumindest einen Zellkontaktierleiter (204) umfasst und dazu eingerichtet ist, elektrisch leitend mit Zellkontakten des elektrochemischen Energiespeichers verbunden zu werden, und zumindest einem Anschlussleiter (206), welcher mit dem Zellkontaktierelement (202) elektrisch leitfähig verbindbar ist und mittels welchem das Zellkontaktierelement (202) mit einem Anschlusselement (208) elektrisch leitfähig verbindbar ist, wobei der zumindest eine Anschlussleiter (206) zumindest eine elektrische Schaltung (10) umfasst, mittels welcher das Zellkontaktierelement (202) und/oder ein mit dem Zellkontaktierelement (202) elektrisch leitend verbindbaren elektrochemischen Energiespeicher und/oder ein elektrisch leitend mit dem Anschlusselement (208) verbindbares elektronisches Bauteil vor stromflussbedingten Beschädigungen schützbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgebildet ist.
16. Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Schaltung (10), insbesondere einer elektrischen Schaltung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit zumindest einem elektrisch leitfähigen Leiter (12), zumindest einem Träger (14), welcher den zumindest einen elektrisch leitfähigen Leiter (12) trägt und ein elektrisch isolierendes Material umfasst, und zumindest einem elektrischen Sicherungsbereich (16), wobei sich der zumindest eine elektrisch leitfähige Leiter (12) durch den zumindest einen Sicherungsbereich (16) erstreckt, gekennzeichnet durch den Schritt:
Herbeiführen einer erhöhten stromflussbedingten Schmelzneigung des zumindest einen elektrisch leitfähigen Leiters (12) in dem zumindest einen elektrischen Sicherungsbereich (16) im Vergleich zu an den Sicherungsbereich (16) angrenzenden Leiterbereichen des elektrisch leitfähigen Leiters (12). Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Herbeiführen der erhöhten stromflussbedingten Schmelzneigung des zumindest einen elektrisch leitfähigen Leiters (12) in dem zumindest einen elektrischen Sicherungsbereich (16) durch einen, mehrere oder sämtliche der folgenden Schritte erfolgt:
Erzeugen eines zumindest abschnittsweise reduzierten Querschnitts des elektrisch leitfähigen Leiters (12) im Sicherungsbereich (16), Erzeugen einer zumindest abschnittsweise reduzierten Höhe (H) und/oder Breite (B2) des elektrisch leitfähigen Leiters (12) im Sicherungsbereich (16),
Erzeugen einer reduzierten Wärmetransportfähigkeit des Sicherungsbereichs (16) im Vergleich zu an den Sicherungsbereich (16) angrenzenden Bereichen der elektrischen Schaltung (10),
Erzeugen einer zumindest abschnittsweise reduzierten Materialstärke (M2) des Trägers (14) im Sicherungsbereich (16), Vollständiges Entfernen des Trägers (14) zumindest abschnittsweise im Sicherungsbereich (16),
Entfernen einer zwischen dem Leiter (12) und dem Träger (14) angeordneten Klebstoffschicht zumindest abschnittsweise im Sicherungsbereich (16). Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Herbeiführen der erhöhten stromflussbedingten Schmelzneigung des zumindest einen elektrisch leitfähigen Leiters (12) in dem zumindest einen elektrischen Sicherungsbereich (16) mittels eines Materialabtrags des elektrisch leitfähigen Leiters (12) und/oder des Trägers (14) und/oder der Kleberschicht ausgeführt wird, wobei der Materialabtrag vorzugsweise mittels eines Laserstrahls (20) ausgeführt wird.
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