DE10224687A1

DE10224687A1 - Leiterbahnanordnung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung

Info

Publication number: DE10224687A1
Application number: DE2002124687
Authority: DE
Inventors: Bernd Taubitz; Martin Surerus; Gerald Kammer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2003-12-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leiterbahnanordnung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung, bestehend aus einem aus mehreren nebeneinander angeordneten Leitern gebildeten Stanzgitter, das zumindest teilweise von Verbindungselementen aus Isoliermaterial umgeben ist. DOLLAR A Sie zeichnet sich dadurch aus, dass die an dem Stanzgitter (2) vorgesehenen Verbindungselemente (6) in einem ersten Arbeitsschritt umspritzt werden, wobei diese Verbindungselemente (6) im Querschnitt (Q) zumindest zwei Bereiche (A, B, C) mit unterschiedlicher Dicke (D1, D2) aufweisen. In einem weiteren Arbeitsschritt ist dann das Stanzgitter (2) vollständig zu umspritzen, wobei auch die Verbindungselemente (6) umspritzt werden und zwischen den Bereichen der ersten Umspritzung und den der zweiten Umspritzung sich Spalten (10) in Form von Dehnfugen bilden. DOLLAR A Ferner sind die einzelnen erfindungsgemäßen ausgebildeten Leiterbahnanordnungen (1), die vollständig umspritzte Stanzgitter (2) aufweisen, stapelbar, so dass auch Kontaktierungen unter den gestapelten Stanzgittern (2A, 2B, 2C) möglich sind.

Description

Leiterbahnanordnung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung, bestehend aus einem aus mehreren nebeneinander angeordneten Leitern gebildeten Stanzgitter, das zumindest teilweise von Verbindungselementen aus Isoliermaterial umgeben ist.

Stand der Technik

Sicherungs- und Relaiskästen von Kraftfahrzeugen umfassen oftmals Stanzgitter-Kontaktbleche, aus denen flache Fahnenkontakte gestanzt werden. Bei den Stanzgittern handelt es sich um flache Bleche, aus denen eine Vielzahl von Schaltungen zur Verbindung verschiedener Bauteile mit Sicherungen und Relais gestanzt werden.
Je nach Strombedarf und zur Verfügung stehenden Raum müssen viele verschiedene Arten von Kontakten mit den verschiedenen Schaltungen des Stanzgitters verbunden werden. Das Stanzen von Stift- und Fahnenkontakten aus derartigen Stanzgittern ist leicht, jedoch ist die direkte Herstellung von bestimmten Kontaktaufnahmen, insbesondere von Miniaturaufnahmekontakten aus dem Stanzgitter sehr schwierig.
Unmittelbar nach dem Ausstanzen des Stanzgitters aus einem flachen Blech werden die einzelnen Leiterbahnen mit einem Verbindungselement, das vorzugsweise isolierend ist, zusammengehalten. Dadurch kann eine Weiterverarbeitung, nämlich ein weiteres Stanzen von Fahnen, Herstellen von Anschlüssen durch entsprechende Biegungen oder Heranführen von Anschlussbereichen, beispielsweise von Steuerelektronik oder ähnliches vorbereitet und ausgeübt werden.
Nachdem die einzelnen Stanzgitter hergestellt und mit den Verbindungselementen verbunden worden sind, wird in einem letzten Arbeitsschritt das gesamte Stanzgitter in eine Trägerplatte eingelegt und mit einem Deckel verschlossen.
Alternativ zu den Verbindungselementen ist gemäß dem Stand der Technik auch vorgesehen, dass die elektrischen Leiter mit Kunststoff umspritzt werden, wobei die Umspritzung als Verbindungselemente ausgebildet und im Querschnitt rechteckig ausgebildet sind. Nachdem die Stanzgitter in Vertiefungen einer Trägerplatte eingelegt worden sind, werden diese mit einer dort ebenfalls eingelegten Steuerelektronik kontaktiert.

Nachteile des Standes der Technik

Insbesondere bei Schüttelversuchen, bei denen die Schwingbeschleunigung eine Größenordnung von 20-30 g aufweist, treten Brüche innerhalb der freien Stanzgitterbereiche auf. Unter den freien Stanzgitterbereichen sind die Bereiche zu verstehen, die zwischen den einzelnen Verbindungselementen, unabhängig davon, ob diese geclipst, geschweißt oder gespritzt sind, angeordnet sind.
Außerdem ergeben sich bei der Herstellung und bei der Montage der Stanzgitter Toleranzprobleme hinsichtlich der Höhenlage der Stanzgitter, so dass an den freien Enden der Stanzgitter ein unmittelbares Anschließen an beispielsweise Pins einer Steuerelektronik nicht ohne weitere Bearbeitung möglich ist.

Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Leiterbahnanordnung zu schaffen, bei der die Nachteile des zuvor beschriebenen Standes der Technik vermieden werden.

Vorteile der Erfindung

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Vollumspritzung der Leiterbahn mittels isolierendem Material ein sehr guter Schutz gegen Brüche der Stanzgitter insbesondere bei Schüttelbelastung besteht. Es ergeben sich aufgrund der Vollumspritzung keine vorgegebenen Biegebereiche und es muss bei der Montage somit auch nicht mehr darauf geachtet werden, dass das Stanzgitter plan in einer Trägerplatte liegt, um eben solche Brüche, wie sie zuvor beschrieben worden sind, zu vermeiden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die separate Herstellung einer Trägerplatte überflüssig wird, da das vollumspritzte Stanzgitter die Funktion einer solchen Trägerplatte übernimmt. Zusätzlich können in eine solche Umspritzung auch bereits Befestigungselemente, wie beispielsweise Gewindebuchsen, Hülsen oder ähnliches mit integriert werden.
Ein weiterer wesentlicher wirtschaftlicher und technischer Vorteil besteht darin, dass die einzelnen Leiterbahnen des Stanzgitters enger ausgelegt werden können, da durch die Vollumspritzung ein Berühren der einzelnen Leiterbahnen beispielsweise durch Schwingbelastungen ausgeschlossen ist, da diese unmittelbar vollständig von Isoliermaterial umgeben sind und so fix in der Vollumspritzung eingebettet sind.
Dadurch wird auch vermieden, dass Kurzschlüsse, beispielsweise durch Materialspannungen oder ähnlichem, auftreten.
Dies bedingt, dass durch die vorstehend genannten Vorteile die erfindungsgemäße Leiterbahn in ihren Abmaßen sehr klein ausgestaltbar ist. Dadurch wird sie auch entsprechend bezogen auf ihr Gewicht leichter und ist auch kostengünstiger herstellbar.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen hervor.

Zeichnungen

Es zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Anordnung einer Leiterbahn, wobei in einem ersten Arbeitsschritt Verbindungselemente hinzugefügt worden sind;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf die Leiterbahn gemäß Fig. 1, wobei in einem ersten Arbeitsschritt Verbindungselemente hinzugefügt worden sind;
Fig. 3 einen Teilschnitt durch die erfindungsgemäße Leiterbahnanordnung gemäß Fig. 1 entlang einer Linie III-III;
Fig. 4 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Leiterbahnanordnung gemäß Fig. 1; gegenüber Fig. 1 ist jedoch bereits ein zweiter Teilschritt (die Vollumspritzung der Stanzgitter) erfolgt;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht auf den erfindungsgemäßen Gegenstand gemäß Fig. 4;
Fig. 6 einen Teilschnitt durch die erfindungsgemäße Leiterbahnanordnung gemäß Fig. 4 entlang einer Linie VI-VI;
Fig. 7 eine Teilausschnittsvergrößerung von Fig. 6 im Bereich der Verbindungselemente;
Fig. 8 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, von mehreren übereinander angeordneten Leiterbahnanordnungen gemäß Fig. 4;
Fig. 9 eine Schnittdarstellung eines Bereiches der erfindungsgemäßen Leiterbahnanordnung gemäß Fig. 1 entlang einer Linie IX-IX.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist die Draufsicht einer erfindungsgemäßen Leiterbahnanordnung 1 nach einem ersten Bearbeitungsschritt dargestellt. Die Leiterbahnanordnung 1 umfasst im wesentlichen ein Stanzgitter 2, das aus mehreren nebeneinander angeordneten Leiterbahnen 3 besteht. Diese Leiterbahnen 3 weisen jeweils ein erstes Ende 4 und ein weiteres Ende 5 auf.
Um zu verhindern, dass die einzelnen Leiterbahnen 3 des Stanzgitters 2 sich berühren, sind Verbindungselemente 6 vorgesehen, die in einem ersten Arbeitsschritt - unmittelbar nach Ausstanzen des Stanzgitters 2 aus einem Blech - angeordnet werden. Vorzugsweise werden diese angespritzt und weisen den in Fig. 3 dargestellten Querschnitt Q auf.
Der Querschnitt Q gestaltet sich bei diesem Ausführungsbeispiel in drei Bereiche A, B, C, wobei der mittlere Bereich B eine größere Dicke D1 aufweist als die übrigen Bereiche A und C. Vorzugsweise, so wie es auch in Fig. 3 dargestellt ist, weisen die Bereiche A und C die gleiche Dicke D2 auf.
Das eine Ende 4 der Leiterbahnen 3 des Stanzgitters 2 endet frei, wohingegen das weitere Ende 5 (Anschlussende) an einem Konnektierungselement 7 angeordnet ist, um so beispielsweise mit einer Steuerelektronik eine elektrische Verbindung einzugehen.
Zusätzlich sind Enden 9 an den Leiterbahnen 3 vorgesehen, die für Steueranschlüsse, Sensoranschlüsse oder sonstige Anschlüsse vorgesehen sind.
In einem weiteren Arbeitsschritt wird die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Leiterbahnanordnung 1 mit einem Isoliermaterial vollständig umspritzt. Die endgültige Ausführungsform ist in Fig. 4 sowie in den weiteren Abbildungen (Fig. 5 bis 9) dargestellt.
Insbesondere in Fig. 6 ist teilweise im Schnitt die weitere Umspritzung sehr eindrücklich dargestellt, aus der zu entnehmen ist, dass die Leiterbahnen 3 nun vollständig mit Isoliermaterial umgeben sind, wohingegen die Verbindungselemente 6 zumindest teilweise umspritzt sind und sich, wie in Fig. 7 dargestellt, aufgrund der zweifachen Umspritzung zwischen dem Isoliermaterial aus der ersten Umspritzung und dem Isoliermaterial aus der zweiten Umspritzung ein Spalt 10 bildet, der sich aufgrund der Schwindung der zweiten Umspritzung einstellt. Gerade durch diese überlappende Anordnung an den Verbindungselementen 6 aufgrund der unterschiedlichen Bereiche A, B und C ist sichergestellt, dass durch die Schwindung der zweiten Umspritzung keine Risse/Spalten entstehen, die bis an das Stanzgitter 2 bzw. die Leiterbahnen 3 heranreichen. Die so gebildeten Spalten 10 zwischen den Verbindungselementen 6 und der weiteren Umspritzung dienen als sogenannte Dehnfugen bei einer Erwärmung im Betriebszustand, so dass kein Verzug auftreten kann, was wiederum zur Beschädigung der einzelnen Leiterbahnen 3 führen kann.
Das so zweifach umspritzte Stanzgitter 2 besitzt somit lediglich noch Austrittsstellen (freie Enden 4, 5, 9), um die entsprechenden elektrischen Anschlüsse herbeizuführen.
Bei einem weiteren nur andeutungsweise in Fig. 4 und Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiels ist vorgesehen, dass das vollumspritzte Stanzgitter 2 bis an eine Biegezone Z heranreicht, wobei die Biegezone Z derart gebildet ist, dass die Dicke der Umspritzung hier gegenüber der übrigen Dicke der Umspritzung des Stanzgitters 2 wesentlich geringer ist. Dadurch ist es möglich, das weitere Ende 5 (Anschlussende) nach oben und nach unten, d. h. senkrecht zur Längserstreckung des Stanzgitters zu biegen, wobei hierbei eine flexible Anordnung, z. B. an Pins einer Steuerelektronik, erreicht werden kann. Die Tiefe der Biegezone Z reicht bis dicht an die Stanzgitter 2 heran. Vorzugsweise verbleibt jedoch eine dünne Kunststoffschicht über dem Stanzgitter 2 bzw. Leiterbahnen 3, so dass diese noch abgedeckt und isoliert sind.
Bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass vollumspritzte Stanzgitter 2, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, entsprechend zu stapeln, so dass die unterschiedlichen Stanzgitter 2a, 2b und 2c unmittelbar übereinander legbar sind und die freien Enden 5a, 5b, 5c der jeweiligen Stanzgitter 2a, 2b, 2c entweder miteinander verbindbar oder an Pins einer Steuerelektronik (in der Zeichnung nicht dargestellt) verbindbar sind. Die gestapelten Stanzgitter 2a, 2b und 2c können durch Kleben, Schrauben, Ultraschallschweißen, Verclipsen, Warmverstemmen oder ähnliches untereinander bzw. gleichzeitig zu einer einzigen Trägerplatte befestigt werden.

Claims

1. Leiterbahnanordnung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung, bestehend aus einem aus mehreren nebeneinander angeordneten Leiterbahnen gebildeten Stanzgitter, das zumindest teilweise von Verbindungselementen aus Isoliermaterial umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (6) aus einem in einem ersten Arbeitsschritt die Leiterbahnen (3) umgebenden Isoliermaterial bestehen, wobei sich diese nahezu senkrecht zur Längserstreckung der Leiterbahnen (3) erstrecken und der Querschnitt (Q) der Verbindungselemente (6) in mindestens zwei Bereiche (A, B, C) aufgeteilt ist, die unterschiedlichen Dicken (D1, D2) aufweisen und in einem weiteren Arbeitsschritt die Leiterbahnen (3) und die Verbindungselemente (6) mit Isoliermaterial zu einer Trägerplatte (7) umgeben sind.

2. Leiterbahnanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (6) durch Umspritzen der Leiterbahnen (3) mit Kunststoff bildbar sind.

3. Leiterbahnanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Stanzgitter (2a, 2b, 2c) miteinander elektrisch kontaktierbar sind.

4. Leiterbahnanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsverringerung der weiteren Umspritzung quer zur Längserstreckung der Leiterbahnen (3) vorgesehen ist und so eine Biegezone (Z) bildet.

5. Leiterbahnanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente im Querschnitt (Q) einen ersten Bereich (D) mit großer Dicke (D1) und zumindest einen weiteren in Längserstreckung der Leiterbahnen (3) angeordneten Bereich (A, B) mit geringerer Dicke (D2) aufweisen.