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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Leitklebeverbindung zwischen zwei Kontaktpartnern nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1 und von einem Verfahren zur Herstellung einer Leitklebeverbindung zwischen zwei Kontaktpartnern nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 8.
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Aus der
DE 10 2007 031 980 A1 ist beispielsweise eine Anschlusseinheit für eine Druckmesszelle bekannt. Die bekannte Anschlusseinheit umfasst eine Schutzhülse, in welcher mindestens eine Messzelle, welche insbesondere einen Druck eines Hydraulikblocks erfasst, und ein Schaltungsträger mit einer senkrecht gestellten Leiterplatte angeordnet sind, welche eine elektronische Schaltung mit mindestens einem elektronischen und/oder elektrischen Bauteil umfasst. Der Schaltungsträger weist einen unteren zylindrischen Bereich und einen oberen zylindrischen Bereich auf, welche über einen rechteckförmigen mittleren Abschnitt miteinander verbunden sind, wobei die senkrecht gestellte Leiterplatte parallel zum rechteckförmigen mittleren Abschnitt zwischen den beiden zylindrischen Abschnitten des Schaltungsträgers angeordnet ist. Die Druckmesszelle weist zumindest einen Anschlusspunkt auf, über den zumindest ein elektrisches Ausgangssignal der Druckmesszelle abgreifbar ist. Der Schaltungsträger weist eine interne Schnittstelle, welche das mindestens eine elektrische Ausgangssignal der Druckmesszelle abgreift und an die elektronische Schaltung anlegt, und eine externe Schnittstelle auf, über welche ein Ausgangssignal der elektronischen Schaltung abgreifbar ist. Hierbei ist die interne Schnittstelle an einem ersten Ende der Schutzhülse ausgebildet, und die externe Schnittstelle ist an einem zweiten Ende der Schutzhülse ausgebildet. Des Weiteren weist der Schaltungsträger zur Kontaktierung des Anschlusspunkts mit der elektronischen Schaltung zumindest eine außenliegende Leiterbahn auf. Zudem ist zumindest ein Kontaktmittel vorgesehen, über welches ein Ausgangssignal der elektronischen Schaltung abgreifbar ist, wobei die elektronische Schaltung über zumindest eine außen liegende Leiterbahn des Schaltungsträgers mit dem Kontaktmittel verbunden ist. Die Kontaktierung zwischen der Druckmesszelle und dem Schaltungsträger bzw. dem Schaltungsträger und der Leiterplatte bzw. den elektronischen Bauelementen erfolgt über entsprechende Leitklebeverbindungen. Zur Herstellung dieser Leitklebeverbindungen weist der Schaltungsträger Leitklebedome und die Druckmesszelle bzw. die Leiterplatte bzw. die elektronischen Bauelementen entsprechende Leitklebeflächen auf. Der Schaltungsträger besteht vorzugsweise zumindest aus einem Kunststoff-Vorspritzling aus galvanisierbarem Kunststoff und einem zweiten, nicht galvanisierbaren Kunststoff, wobei die Leiterbahnen und die Leitklebedome in einem galvanischen Prozess als metallische Oberflächenbeschichtung auf dem galvanisierten Kunststoff erzeugt werden. Zur lösbaren Direktkontaktierung der Anschlusseinheit mit einem Anbausteuergerät sind die entsprechenden Kontaktmittel vorzugsweise als Kontaktniete ausgeführt, welche mittels Leitkleber in vorgesehene mit den Leiterbahnen verbundene Öffnungen eingeklebt werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Leitklebeverbindung zwischen zwei Kontaktpartnern mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Leitklebeverbindung zwischen zwei Kontaktpartnern haben demgegenüber den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Klebeflächengeometrie die Haftfestigkeit von Leitklebeverbindungen zwischen zwei Kontaktpartnern erhöht. Die Haftfestigkeit von Leitklebern, wie beispielsweise . Silberleitklebern, ist auf ungalvanisierten bzw. elektrisch nicht leitenden Klebeflächen höher als auf galvanisierten bzw. elektrisch leitenden Klebeflächen. Da aber die Hauptfunktionalität in der Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen den beiden Kontaktpartnern liegt, wird zwangsläufig auf elektrisch leitende Bereiche geklebt. Um den Vorteil der höheren Haftfestigkeit auf ungalvanisierten bzw. elektrisch nicht leitenden Klebeflächen bei der Herstellung der Leitklebeverbindung zwischen zwei Kontaktpartnern zu nutzen, wird daher die Klebeflächengeometrie so ausgelegt, dass mindestens ein elektrisch nicht leitender Bereich und mindestens ein elektrisch leitender Bereich enthalten sind. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine Erhöhung der Haftfestigkeit der Leitklebeverbindungen über die Lebensdauerbelastung erzielt werden. Dadurch ist die Leitklebeverbindung robuster und das Risiko von Klebestellenversagen unter Feldbelastung sinkt. Dadurch sinkt auch die Ausfallwahrscheinlichkeit der korrespondierenden elektrischen und/oder elektronischen Einheit, die über die Leitklebeverbindung kontaktiert wird.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Leitklebeverbindung zwischen zwei Kontaktpartnern zur Verfügung, welche jeweils einen elektrisch nicht leitenden Träger und einen elektrisch leitenden Kontaktbereich aufweisen. Hierbei ist auf jedem Kontaktpartner eine vorgegebene Klebeflächengeometrie ausgebildet ist, welche in Verbindung mit einem aufgebrachten Leitkleber eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den elektrisch leitenden Kontaktbereichen der Kontaktpartner herstellt. Erfindungsgemäß umfasst die Klebeflächengeometrie mindestens eines Kontaktpartners mindestens einen elektrisch nicht leitenden Bereich des Trägers und mindestens einen elektrisch leitenden Bereich des Kontaktbereichs.
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Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung einer Leitklebeverbindung zwischen zwei Kontaktpartnern vorgeschlagen, welche jeweils einen elektrisch nicht leitenden Träger und einen elektrisch leitenden Kontaktbereich aufweisen, wobei auf jedem Kontaktpartner eine vorgegebene Klebeflächengeometrie ausgebildet wird, auf welche ein Leitkleber aufgebracht und eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den elektrisch leitenden Kontaktbereichen der Kontaktpartner herstellt wird. Erfindungsgemäß wird die Klebeflächengeometrie auf mindestens einem Kontaktpartner so angeordnet, dass mindestens ein elektrisch nicht leitender Bereich des Trägers und mindestens ein elektrisch leitender Bereich des Kontaktbereichs umfasst wird, so dass der aufgebrachte Leitkleber den mindestens einen elektrisch nicht leitenden Bereich des Trägers und mindestens einen elektrisch leitenden Bereich des Kontaktbereichs zumindest teilweise bedeckt.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Leitklebeverbindung zwischen zwei Kontaktpartnern und des im unabhängigen Patentanspruch 8 angegebenen Verfahrens zur Herstellung einer Leitklebeverbindung zwischen zwei Kontaktpartnern möglich.
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Besonders vorteilhaft ist, dass die Klebeflächengeometrie den mindestens einen elektrisch nicht leitenden Bereich des Trägers und/oder den mindestens einen elektrisch leitenden Bereich des Kontaktbereichs zumindest teilweise überlappen kann. Dies ermöglicht eine einfache Umsetzung der erfindungsgemäßen Leitklebeverbindung, in dem die Klebeflächengeometrie, auf welche der Leitkleber aufgebracht wird im Grenzbereich zwischen dem Kontaktbereich und dem Träger angeordnet wird. Des Weiteren kann die Klebeflächengeometrie den mindestens einen elektrisch leitenden Bereich des Kontaktbereichs vollständig überlappen und benachbarte elektrisch nicht leitenden Bereiche des Trägers zumindest teilweise überlappt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leitklebeverbindung kann der elektrisch leitende Kontaktbereich innerhalb der Klebeflächengeometrie partiell von mindestens einem elektrisch nicht leitenden Bereich des Trägers unterbrochen ist, so dass innerhalb der Klebeflächengeometrie mehrere elektrisch leitende Bereiche entstehen. Dadurch kann die Klebeflächengeometrie in vorteilhafter Weise vollständig innerhalb der Abmessungen des elektrisch leitenden Kontaktbereichs angeordnet werden, so dass kein Versetzen oder Vergrößern der ursprünglichen Klebeflächengeometrie und des Leitklebers erforderlich ist, um eine Leitklebeverbindung zwischen zwei Kontaktpartnern mit einer hohen Haftfestigkeit herzustellen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leitklebeverbindung kann mindestens ein Kontaktpartner einen nicht galvanisierbaren ersten Kunststoff, welcher den elektrisch nicht leitenden Träger ausbildet, und einen galvanisierbaren zweiten Kunststoff umfassen, auf welchem der elektrisch leitenden Kontaktbereich als metallische Oberflächenbeschichtung ausgebildet ist. So kann beispielsweise mindestens ein Kontaktpartner einen Kunststoff-Vorspritzling aus dem nicht galvanisierbaren ersten Kunststoff umfassen, welcher zumindest teilweise mit dem galvanisierbaren zweiten Kunststoff umspritzt werden kann. Alternativ kann mindestens ein Kontaktpartner einen Kunststoff-Vorspritzling aus dem galvanisierbaren zweiten Kunststoff umfassen, welcher zumindest teilweise mit dem nicht galvanisierbaren ersten Kunststoff umspritzt werden kann. Die metallische Oberflächenbeschichtung zur Ausbildung von Kontaktbereichen bzw. Leiterbahnen durch einen galvanischen Prozess auf den galvanisierbaren zweiten Kunststoff aufgebracht werden. Der Träger kann beispielsweise mittels einer MID-2K-Technik hergestellt werden, d. h. der spritzgegossene Träger (Moulded Interconnected Device) besteht aus zwei Komponenten, welche einen nicht galvanisierbaren ersten Kunststoff umfassen, der zumindest teilweise mit einem galvanisierbaren zweiten Kunststoff überspritzt wird. Alternativ kann auch der galvanisierbare zweite Kunststoff zumindest teilweise mit dem nicht galvanisierbaren ersten Kunststoff überspritzt werden. Die teilweise hervorstehenden Oberflächen des Vorspritzlings werden durch einen galvanischen Prozess mit einer metallischen Oberfläche beschichtet, so dass außenliegende Leiterbahnen bzw. Kontaktbereiche entstehen. Wahlweise kann der Träger auch durch ein MID hergestellt werden, welches mittels eines Lasers direkt strukturiert wird. Der MID-Träger besteht dann aus einem Spritzgussteil, bei dem die Orte der Leiterbahnen bzw. Kontaktbereiche mit Hilfe eines Lasers strukturiert und danach durch einen galvanischen Prozess mit einer metallischen Oberfläche beschichtet werden. Alternativ kann der Träger auch als mit Kunststoff umspritztes Stanzgitter hergestellt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kontaktpartners mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Klebeflächengeometrie für eine erfindungsgemäße Leitklebeverbindung zwischen zwei Kontaktpartnern.
- 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Kontaktpartners mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Klebeflächengeometrie für eine erfindungsgemäße Leitklebeverbindung zwischen zwei Kontaktpartnern.
- 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Kontaktpartners mit einem dritten Ausführungsbeispiel einer Klebeflächengeometrie für eine erfindungsgemäße Leitklebeverbindung zwischen zwei Kontaktpartnern ohne aufgebrachten Leitkleber.
- 4 zeigt eine schematische Darstellung des Kontaktpartners aus 3 mit aufgebrachtem Leitkleber.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Wie aus 1 bis 4 ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele von Kontaktpartnern 1, 1a, 1b für eine erfindungsgemäße Leitklebeverbindung zwischen zwei Kontaktpartnern 1, 1a, 1b jeweils einen elektrisch nicht leitenden Träger 20, 20a, 20b und einen elektrisch leitenden Kontaktbereich 40, 40a, 40b. Auf jedem Kontaktpartner 1, 1a, 1b ist eine vorgegebene Klebeflächengeometrie 10, 10a, 10b ausgebildet, welche in Verbindung mit einem aufgebrachten Leitkleber 16, 16a, 16b eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den elektrisch leitenden Kontaktbereichen 40, 40a, 40b der Kontaktpartner 1, 1a, 1b herstellt. Erfindungsgemäß umfasst die Klebeflächengeometrie 10, 10a, 10b mindestens eines Kontaktpartners 1, 1a, 1b mindestens einen elektrisch nicht leitenden Bereich 12, 12a.1, 12a.2, 12b.1, 12b.2, 12b.3 des Trägers 20, 20a, 20b und mindestens einen elektrisch leitenden Bereich 14, 14a, 14b.1, 14b.2, 14b.3, 14b.4 des Kontaktbereichs 40, 40a, 40b.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ist die Klebeflächengeometrie 10 des Kontaktpartners 1 im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel so angeordnet, dass der auf die Klebeflächengeometrie 10 aufgebrachte Leitkleber 16 einen elektrisch nicht leitenden Bereich 12 des Trägers 20 und einen elektrisch leitenden Bereich 14 des Kontaktbereichs 40 zumindest teilweise überlappt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel, stellt der auf den elektrisch leitenden Bereich 14 aufgebrachte Anteil des Leitklebers 16 die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktpartnern her, von welchen nur ein Kontaktpartner 1 dargestellt ist. Der auf den elektrisch nicht leitenden Bereich 12 aufgebrachte Anteil des Leitklebers 16 sorgt für die verbesserte Haftfestigkeit der Leitklebeverbindung im Vergleich mit einer herkömmlichen Leitklebeverbindung, bei welcher die Klebeflächengeometrie 10 nur elektrisch leitende Bereiche des Kontaktbereichs 40 umfasst und der Leitkleber 16 somit nur auf den elektrischen leitenden Kontaktbereich 40 aufgebracht wird.
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Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, ist die Klebeflächengeometrie 10a des Kontaktpartners 1a im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel so angeordnet, dass der auf die Klebeflächengeometrie 10a aufgebrachte Leitkleber 16a zwei elektrisch nicht leitende Bereiche 12a.1, 12a.2 des Trägers 20a zumindest teilweise und einen elektrisch leitenden Bereich 14a des Kontaktbereichs 40a vollständig überlappt. Analog zum ersten Ausführungsbeispiel, stellt der auf den elektrisch leitenden Bereich 14a aufgebrachte Anteil des Leitklebers 16a die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktpartnern her, von welchen nur ein Kontaktpartner 1a dargestellt ist. Die auf die elektrisch nicht leitende Bereiche 12a.1, 12a.2 aufgebrachten Anteile des Leitklebers 16a sorgen, analog zum ersten Ausführungsbeispiel, für die verbesserte Haftfestigkeit der Leitklebeverbindung im Vergleich mit einer herkömmlichen Leitklebeverbindung.
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Wie aus 3 und 4 weiter ersichtlich ist, ist der elektrisch leitende Kontaktbereich 40b innerhalb der Klebeflächengeometrie 10b partiell von drei elektrisch nicht leitenden Bereich 12b.1, 12b.2, 12b.3 des Trägers 20b unterbrochen, so dass innerhalb der Klebeflächengeometrie 10b mehrere elektrisch leitende Bereiche 14b.1, 14b.2, 14b.3, 14b.4 entstehen. Dadurch ist die Klebeflächengeometrie 10b des Kontaktpartners 1b im dargestellten dritten Ausführungsbeispiel so angeordnet, dass die Klebeflächengeometrie 10b und somit der aufgebrachte Leitkleber 16b vollständig innerhalb der Abmessungen des elektrisch leitenden Kontaktbereichs 40b angeordnet sind.
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Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, überlappt der auf die Klebeflächengeometrie 10b aufgebrachte Leitkleber 16b einen ersten und einen zweiten elektrisch leitenden Bereich 14b.1, 14b.2 des Kontaktbereichs 40b teilweise und einen dritten und einen vierten elektrisch leitenden Bereich 14b.3, 14b.4 des Kontaktbereichs 40b vollständig. Zudem überlappt der auf die Klebeflächengeometrie 10b aufgebrachte Leitkleber 16b die drei elektrisch nicht leitenden Bereiche 12b.1, 12b.2, 12b.3 des Trägers 20a jeweils vollständig. Analog zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, stellen die auf die elektrisch leitenden Bereiche 14b.1, 14b.2, 14b.3, 14b.4 aufgebrachten Anteile des Leitklebers 16b die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktpartnern her, von welchen nur ein Kontaktpartner 1b dargestellt ist. Die auf die elektrisch nicht leitende Bereiche 12b.1, 12b.2, 12b.3 aufgebrachten Anteile des Leitklebers 16a sorgen, analog zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, für die verbesserte Haftfestigkeit der Leitklebeverbindung im Vergleich mit einer herkömmlichen Leitklebeverbindung.
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Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen umfasst mindestens ein Kontaktpartner 1, 1a, 1b einen nicht galvanisierbaren ersten Kunststoff, welcher den elektrisch nicht leitenden Träger 20, 20a, 20b ausbildet, und einen galvanisierbaren zweiten Kunststoff, auf welchem der elektrisch leitenden Kontaktbereich 40, 40a, 40b als metallische Oberflächenbeschichtung ausgebildet ist.
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Der mindestens eine Kontaktpartner 1, 1a, 1b kann aus einem Kunststoff-Vorspritzling aus einem nicht galvanisierbaren ersten Kunststoff hergestellt werden, welcher zumindest teilweise mit dem galvanisierbaren zweiten Kunststoff umspritzt wird. Alternativ kann der mindestens eine Kontaktpartner 1, 1a, 1b aus einem Kunststoff-Vorspritzling aus dem galvanisierbaren zweiten Kunststoff hergestellt werden, welcher zumindest teilweise mit dem nicht galvanisierbaren ersten Kunststoff umspritzt wird. Hierbei bildet der nicht galvanisierbare erste Kunststoff den elektrisch nicht leitenden Träger 20, 20a, 20b aus. Auf den galvanisierbaren zweiten Kunststoff wird eine metallische Oberflächenbeschichtung als elektrisch leitender Kontaktbereich 40, 40a, 40b aufgebracht. Vorzugsweise wird die metallische Oberfläche durch einen galvanischen Prozess auf den galvanisierbaren zweiten Kunststoff aufgebracht.
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Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Leitklebeverbindung zwischen zwei Kontaktpartnern 1, 1a, 1b, welche jeweils einen elektrisch nicht leitenden Träger 20, 20a, 20b und einen elektrisch leitenden Kontaktbereich 40, 40a, 40b aufweisen, bilden auf jedem Kontaktpartner 1, 1a, 1b eine vorgegebene Klebeflächengeometrie 10, 10a, 10b aus, auf welche ein Leitkleber 16, 16a, 16b aufgebracht und eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den elektrisch leitenden Kontaktbereichen 14, 14a, 14b.1, 14b.2, 14b.3, 14b.4 der Kontaktpartner 1, 1a, 1b herstellt wird. Erfindungsgemäß wird die Klebeflächengeometrie 10, 10a, 10b so auf mindestens einem Kontaktpartner 1, 1a, 1b angeordnet, dass mindestens ein elektrisch nicht leitender Bereich 12, 12a.1, 12a.2, 12b.1, 12b.2, 12b.3 des Trägers 20, 20a, 20b und mindestens ein elektrisch leitender Bereich 14, 14a, 14b.1, 14b.2, 14b.3, 14b.4 des Kontaktbereichs 40, 40a, 40b umfasst wird, so dass der aufgebrachte Leitkleber 16, 16a, 16b den mindestens einen elektrisch nicht leitenden Bereich 12, 12a.1, 12a.2, 12b.1, 12b.2, 12b.3 des Trägers 20, 20a, 20b und mindestens einen elektrisch leitenden Bereich 14, 14a, 14b.1, 14b.2, 14b.3, 14b.4 des Kontaktbereichs 40, 40a, 40b zumindest teilweise bedeckt. Die auf den mindestens einen elektrisch leitenden Bereich 14, 14a, 14b.1, 14b.2, 14b.3, 14b.4 aufgebrachten Anteile des Leitklebers 16, 16a, 16b stellen die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktpartnern 1, 1a, 1b her, während die den mindestens einen elektrisch nicht leitenden Bereich 12, 12a.1, 12a.2, 12b.1, 12b.2, 12b.3 aufgebrachten Anteile des Leitklebers 16, 16a, 16b für die verbesserte Haftfestigkeit der Leitklebeverbindung im Vergleich mit einer herkömmlichen Leitklebeverbindung sorgen, bei welcher die Klebeflächengeometrie nur elektrisch leitende Bereiche des Kontaktbereichs umfasst und der Leitkleber somit nur auf den elektrischen leitenden Kontaktbereich aufgebracht wird.
