DE10235311B4

DE10235311B4 - Flexibles Leiterelement

Info

Publication number: DE10235311B4
Application number: DE2002135311
Authority: DE
Inventors: Klaus Moser; Masashi Susono Kitada
Original assignee: Yazaki Europe Ltd; Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Europe Ltd; Yazaki Corp
Priority date: 2002-08-01
Filing date: 2002-08-01
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2022-08-02
Also published as: DE10235311A1; JP2004071562A

Abstract

Flexibles Leiterelement (1), insbesondere Flachbandkabel, umfassend
– eine elektrisch isolierende Unterlage (2) mit einer Seitenkante (8),
– eine auf der Unterlage (2) benachbart zur Seitenkante (8) verlaufend angebrachte Leiterbahn (3) aus einem elektrisch leitenden Material, welche einen ersten Leiterbahnabschnitt (9) aufweist, der mit einem Umlenkabschnitt (10) in einen zweiten Leiterbahnabschnitt (11) übergeht, wobei im Herstellungszustand der erste Leiterbahnabschnitt (9) und der zweite Leiterbahnabschnitt (11) zueinander benachbart sind und im jeweils anschließenden Bereich des Umlenkabschnitts (10) auseinanderstreben, so dass sich ihr Abstand zum Umlenkabschnitt (10) hin vergrößert, wobei die Seitenkante im Bereich des Umlenkabschnitts einen freien Bereich (12) bildet, und
– eine Isolierschicht (5), die die Leiterbahn (3) abdeckt.

Description

Die Erfindung betrifft ein flexibles Leiterelement, insbesondere eine Leiterplatte.
In modernen Kraftfahrzeugen wird mehr und mehr dazu übergegangen, die Verkabelung durch flexible Leiterplatten vorzunehmen, weil diese sich an Karosserie- oder Verkleidungsteile anschmiegen und nur eine geringe Dicke aufweisen. Gleiches gilt auch für Leiterplatten, die zum Teil Schaltelemente umfassen. Solche Leiterelemente bestehen in der Regel aus einer elektrisch isolierenden Unterlage. Auf dieser Unterlage ist eine Lage bzw. Schicht aus einem elektrisch leitenden Material angebracht. Dieses wird dann wiederum so entfernt, dass Leiterbahnen nach einem vorgegebenen Muster verbleiben. Die heutigen Fertigungsverfahren erlauben jedoch nur geringe Arbeitsbreiten, so dass um eine vorgegebene Länge beispielsweise für eine Leiterplatte erreichen zu können, Leiterbahnen in einem schlangenförmigen Muster auf der Unterlage erstellt werden, wobei die Leiterbahnen parallel verlaufen und zwischen den zu einer ersten Seitenkante benachbart parallel verlaufenden Leiterbahnabschnitten die Unterlage perforiert bzw. geschlitzt ist. Im Umlenkbereich können die Abschnitte umgeklappt werden, so dass sich eine größere Gesamtlänge ergibt.

Ein solches flexibles Leiterelement zeigt DE 197 32 224 A1 . Dabei besteht jedoch der Nachteil, dass bei geringer Zugbeanspruchung die Unterlage in dem Bereich der Umlenkung der Leiterbahn einreißt und die dieser ersten Seitenkante naheliegende Leiterbahn beschädigt oder getrennt wird.

DE 695 12 162 T2 und DE 198 19 088 A1 zeigen jeweils flexible Leiterelemente mit einer elektrisch isolierten Unterlage. Eine Seitenkante weist einen ersten Seitenkantenabschnitt auf, der parallel zu einem zweiten Seitenkantenabschnitt verläuft und über einen Bogenabschnitt mit diesem verbunden ist. Auf der Unterlage sind parallel zur Seitenkante und parallel zueinander verlaufende Leiterbahnen aus einem elektrisch leitenden Material vorgesehen. Zwischen dem ersten Seitenkantenabschnitt und dem zweiten Seitenkantenabschnitt ist ein Abstand vorgesehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Leiterelement zu schaffen, das gegenüber dem Stand der Technik durch Zurückfalten größere Längen erlaubt, bei dem jedoch die Gefahr des Bruches im Bereich der Umlenkung eliminiert ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein flexibles Leiterelement, insbesondere Flachbandkabel, umfassend

– eine elektrisch isolierende Unterlage mit einer Seitenkante,
– eine auf der Unterlage benachbart zur Seitenkante verlaufend angebrachte Leiterbahn aus einem elektrisch leitenden Material, welche einen ersten Leiterbahnabschnitt aufweist, der mit einem Umlenkabschnitt in einen zweiten Leiterbahnabschnitt übergeht, wobei im Herstellungszustand der erste Leiterbahnabschnitt und der zweite Leiterbahnabschnitt zueinander benachbart sind und im jeweils anschließenden Bereich des Umlenkabschnitts auseinanderstreben, so dass sich ihr Abstand zum Umlenkabschnitt hin vergrößert, wobei die Seitenkante im Bereich des Umlenkabschnitts einen freien Bereich bildet, und
– eine Isolierschicht, die die Leiterbahn abdeckt,

gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird allein dadurch, dass im Bereich des Umlenkabschnittes der Leiterbahn durch die Führung der Leiterbahnabschnitte ein freier Bereich bereitgestellt wird, der kein scharfes Abknicken bewirkt, sondern bei dem das scharte Ende des Schlitzes durch einen Bogenabschnitt ersetzt ist, der wirksam verhindert, dass die Unterlage einreißt, wenn der zweite Abschnitt zum ersten Ab schnitt umgelegt wird. Somit ist auch eine Beschädigung der der Seitenkante unmittelbar benachbarten Leiterbahn verhindert.

Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Seitenkante einen ersten Seitenkantenabschnitt aufweist, der kontinuierlich über einen Bogenabschnitt in einen zweiten Seitenkantenabschnitt übergeht.

Vorzugsweise ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die mit dem Bogenabschnitt verbundenen Seitenkantenabschnitte ansonsten parallel verlaufen. Es ist jedoch ein beliebiger Verlauf der Seitenkantenabschnitte möglich, z.B. wellenförmig.

Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen dem Bogenabschnitt der Seitenkante und einem in diesem Bereich befindlichen Abschnitt der ersten Leiterbahn ein Verstärkungsbahnabschnitt angeordnet ist, der sich zumindest über einen Teilbereich des Bogenabschnitts erstreckt und zusammen mit der ersten Leiterbahn aus dem gleichen elektrisch leitenden Material wie diese hergestellt ist.

Eine besonders günstige festigkeitsmäßige Gestaltung ergibt sich, wenn der Verstärkungsbahnabschnitt in der Draufsicht die Form einer Sichel aufweist.

Vorzugsweise ist die Unterlage einstückig ausgebildet und zwischen den beiden parallel verlaufenden Abschnitten der Seitenkante ist eine Perforation vorgesehen. D.h., die ersten Abschnitte der Seitenkante hängen aneinander und können durch Krafteinwirkung aufgrund der Perforation getrennt werden, um zur Erzielung der größeren Länge zurückgefaltet werden zu können.

Es ist auch möglich, den Freiraum zwischen den beiden Leiterbahnabschnitten über die gesamte Länge vom Bogenabschnitt bis zu den Anschlussstellen konstant zu halten und dabei zwischen diesen Abschnitten der Seitenkante das verbleibende Material voll auszuschneiden oder aber einseitig mit einem Abschnitt der Unterlage verbunden zu lassen, so dass sich unterschiedlich breite Abstände der Seitenkantenab schnitte zu den parallel verlaufenden Abschnitten der Leiterbahn ergeben. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass der Abstand der Seitenkantenabschnitte ausgehend vom Bogenabschnitt der Seitenkante verringert ist, um so eine möglichst gute Ausnutzung der Unterlage mit der elektrisch leitenden Beschichtung zu erzielen.

Drei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Es zeigen
1 eine Draufsicht auf ein Leiterelement in Form einer Leiterplatte gemäß der Erfindung,
2 ein Detail von 1 zur näheren Erläutung der Umlenkstellen,
3 einen Schnitt III-III gemäß 2,
4 eine Draufsicht auf ein Leiterelement in Form einer Leiterplatte gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,
5 einen Schnitt V-V gemäß 4,
6 das Leiterelement gemäß 4 in der Gebrauchslage und
7 ein Leiterelement in Draufsicht.
Zu den 1 bis 3 ist eine Ausführungsform nach einem ersten Lösungsprinzip beschrieben. Aus 1 ist ein Leiterelement 1 in Form einer Leiterplatte ersichtlich, das mehrere Umlenkstellen 6, 6a, 6b, 6c und 6d aufweist, um beim Zurückfalten die jeweilige Gebrauchslänge erzielen zu können. Dabei ist die Gebrauchslänge so groß, dass sie nicht in der Gebrauchslage mit den üblichen Herstellungsverfahren herstellbar ist. Das Leiterelement 1 umfasst drei Anschlussstellen, nämlich die Anschlussstellen 7, 7a und 7b. Die Gebrauchslänge in dem Strang, der die Anschlussstelle 7 enthält, wird beispielsweise dadurch erreicht, dass der Abschnitt, der von der Umlenkstelle 6 in Richtung zur Anschlussstelle 7 verläuft nach der Herstellung nach links aus der Zeichenblattebene heraus und dann wieder zurück in diese geklappt wird, so dass die Anschlussstelle 7 nach links in Richtung zur Umlenkstelle 5b weist. Ferner erfolgt ein erneutes Umklappen im Bereich der Umlenkstelle 6a, so dass dann wiederum die Anschlussstelle 7, wie in der Herstellungslage, von der Umlenkstelle 6b wegweist, wobei jedoch eine entsprechende Verlängerung des Abstandes zwischen der Umlenkstelle 6b und der Anschlussstelle 7 eingetreten ist. Entsprechend erfolgt ein Umklappen im Bereich der Umlenkstelle 6b derart, dass die Umlenkstelle 6c nach oben aus der Zeichenblattebene und wieder in diese hinein geklappt wird, so dass die Umlenkstelle 6c der Anschlussstelle 7a entfernt liegt. In ähnlicher Weise erfolgt dann ein Umklappen bezüglich der Umlenkstelle 6c, so dass sich eine weitere Verlängerung in Richtung von der Anschlussstelle 7a weg nach oben in der Zeichenebene ergibt. Entsprechend erfolgt dann nochmals ein Umklappen im Bereich der Umlenkstelle 6d, so dass sich die endgültige Lage für die Anschlussstelle 7b ergibt.
Die nähere Gestaltung, mit der dies ohne die Gefahr des Einreißens im Bereich der Umlenkstellen 6, 6a, 6b, 6c, 6d ergibt, wird anhand der Umlenkstelle 6, die in den 2 und 3 näher dargestellt ist, erläutert. Auf der Unterlage 2, die aus einem elektrisch isolierenden Material besteht und flexibel gestaltet ist, befindet sich benachbart zur Seitenkante 8 eine erste Leiterbahn 3, die aus einem elektrisch leitenden Material besteht und in der Anschlussstelle 7 endet bzw. von dieser ausgeht. Parallel dazu verläuft eine zweite Leiterbahn 4 aus einem elektrisch leitenden Material, die ebenfalls von der Anschlussstelle 7 ausgeht bzw. in dieser endet und in etwa dem Verlauf der ersten Leiterbahn 3 folgt. Sie ist mit einem größeren Abstand zur Seitenkante 8 der Unterlage 2 angeordnet als die erste Leiterbahn 3. Insbesondere ist aus 3 ersichtlich, dass die beiden Leiterbahnen 3, 4 von einer Isolierschicht 5 abgedeckt sind. Insgesamt ergibt sich ein flexibles Gebilde, das beispielsweise an einer Karosserie eines Fahrzeuges zum Anschließen von elektrischen Lasten oder Steuerungselementen nutzbar ist. Ausgehend von der Anschlussstelle 7 weist die erste Leiterbahn 3 einen ersten Leiterbahnabschnitt 9 auf, der gradlinig verläuft und in einen Umlenkabschnitt 10 übergeht, der mit einem Bogen verläuft und wiederum in einen zweiten Leiterbahnabschnitt 11 übergeht. Im Herstellungszustand, das ist der in 2 dargestellte Zustand, sind der erste Leiterbahnabschnitt 9 und der zweite Leiterbahnabschnitt 11 einander benachbart, wobei ihr Abstand in diesem Bereich größer ist, als zum Umlenkabschnitt 10 hin. Zum Umlenkabschnitt 10 hin streben die beiden Leiterbahnabschnitte 9, 11 auseinander, so dass ein freier Bereich 12 geschaffen wird. Die erste Seitenkante kann in diesem freien Bereich 12 mit einem größtmöglichen Radius R einen Bogenabschnitt 8c bildend verlaufen, wobei die unmittelbar sich an den Bogenabschnitt 8c anschließenden Seitenkantenabschnitte 8a, 8b, 8c beim vorliegenden Ausführungsbeispiel parallel zueinander verlaufen. Sie können auch beliebig anders verlaufen, beispielsweise gleichbeabstandet in Wellenlinien. Ferner ist aus 2 erkennbar, dass die weitere Umlenkstelle 5a sich eng in den Bereich zwischen der ersten Umlenkstelle 5 und der Anschlussstelle 7 einschmiegt, so dass eine günstige Ausnutzung der Platzverhältnisse im ersten Herstellungszustand auf der Unterlage gegeben ist. Je größer der Radius R ist, desto günstiger ist beim Umklappen das Verhalten gegen Einreißen im Bereich der Umlenkstelle 5. Die Unterlage 2 kann insbesondere im Bereich des Bogenabschnittes 8b herausgetrennt werden. Es kann aber dem Bogenabschnitt 8b und den beiden Seitenkantenabschnitten 8a, 8c folgend eine Perforation vorgesehen sein, die erlaubt, dass das Leiterelement 1 in zusammenhängender Form, d.h. so wie gefertigt, transportiert werden kann und erst bei der Montage eine Auftrennung erfolgt.
Zu den 4 bis 6 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben, die ebenfalls zu einer deutlichen Verbesserung des Verhaltens im Bereich der Umlenkstelle im abgeklappten Zustand zur Montage zur Folge hat. In den 4 und 5 ist der Herstellungszustand dargestellt. In 6 ist der Montagezustand dargestellt. Das Leiterelement gemäß dieser Ausführungsform umfasst ebenfalls eine Unterlage 102, die flexibel ist und eine Seitenkante 108 aufweist, die mit einem ersten Bogenabschnitt 108b so umgelenkt ist, dass die mit dem Bogenabschnitt 108b unmittelbar verbundenen Seitenkantenabschnitte 108a, 108c bis vor die Anschlussstellen 107 und 107a mit Abstand benachbart parallel verlaufen. Dabei kann der freie Bereich zwischen diesen beiden Seitenkantenabschnitten 108a, 108c und dem Bogenabschnitt 108b entfernt sein, kann aber auch noch zunächst im Herstellungszustand über eine Perforation angehängt sein, so dass eine Abtrennung erst bei der Montage erfolgt. Ferner ist eine erste Leiterbahn 103 aus einem elektrisch leitenden Material nahe zur Seitenkante 108 angeordnet, deren Abstand im Bereich des Bogenabschnittes 108b größer ist als im Bereich der Seitenkanten 108a, 108c. Im freien Bereich zwischen dem Bogenabschnitt 108b der Seitenkante 108 und dem bogenförmigen Umlenkabschnitt 110 der ersten Leiterbahn 103 befindet sich ein Verstärkungsabschnitt 113, der in der Draufsicht gemäß 4 sichelförmig gestaltet ist und aus dem gleichen Material besteht wie die elektrisch leitende erste Leiterbahn 103. Es ist ferner erkennbar, dass die erste Leiterbahn 103 im Bereich der beiden Anschlüsse 107, 107a im Fertigungszustand wieder näher zueinander geführt sind. Der Verstärkungsabschnitt 113 bewirkt, dass beim Umklappen des Seitenkantenabschnitts 108b eines Teils der Unterlage aus dem Fertigungszustand gemäß 4 in den Zustand gemäß 6 ein Einreißen verhindert wird. Die erste Leiterbahn 103 ist dadurch wirksam gegen Beschädigung geschützt.
Zur 7 ist eine Ausführungsform beschrieben, bei der beide Ausführungsform, die zuvor beschrieben worden sind, vereinigt sind, so dass das Verhalten deutlich verbessert wird. D.h., der aus den 4 bis 6 ersichtliche Verstärkungsbahnabschnitt ist bei den Umlenkstellen 206, 206a, 206b, 206c und 206d ebenfalls vorgesehen. Darüber hinaus entspricht die Gestaltung des Verlaufs der Seitenkanten im Bereich dieser Umlenkstellen 206, 206a, 206b, 206c, 206d den Prinzipien, wie sie im Zusammenhang mit den 1 bis 3 erläutert wurden. Insofern wird auf die Beschreibung zu den 1 bis 3 verwiesen.

Claims

Flexibles Leiterelement (1), insbesondere Flachbandkabel, umfassend – eine elektrisch isolierende Unterlage (2) mit einer Seitenkante (8), – eine auf der Unterlage (2) benachbart zur Seitenkante (8) verlaufend angebrachte Leiterbahn (3) aus einem elektrisch leitenden Material, welche einen ersten Leiterbahnabschnitt (9) aufweist, der mit einem Umlenkabschnitt (10) in einen zweiten Leiterbahnabschnitt (11) übergeht, wobei im Herstellungszustand der erste Leiterbahnabschnitt (9) und der zweite Leiterbahnabschnitt (11) zueinander benachbart sind und im jeweils anschließenden Bereich des Umlenkabschnitts (10) auseinanderstreben, so dass sich ihr Abstand zum Umlenkabschnitt (10) hin vergrößert, wobei die Seitenkante im Bereich des Umlenkabschnitts einen freien Bereich (12) bildet, und – eine Isolierschicht (5), die die Leiterbahn (3) abdeckt.
Flexibles Leiterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenkante (8) einen ersten Seitenkantenabschnitt (8a) aufweist, der kontinuierlich über einen Bogenabschnitt (8b) in einen zweiten Seitenkantenabschnitt (8c) übergeht.
Flexibles Leiterelement gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Bogenabschnitt (8b) verbundenen Seitenkantenabschnitte (8a, 8c) ansonsten parallel verlaufen.
Flexibles Leiterelement gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bogenabschnitt (8b, 108b) der Seitenkante (8, 108) und einem in diesem Bereich befindlichen Abschnitt der ersten Leiterbahn (3, 103) ein Verstärkungsbahnabschnitt (13, 113) angeordnet ist, der sich zumindest über einen Teilbereich des Bogenabschnittes (8b, 108b) erstreckt und zusammen mit der ersten Leiterbahn (3, 103) aus dem gleichen elektrisch leitenden Material wie diese hergestellt ist.
Flexibles Leiterelement gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsbahnabschnitt (13, 113) in der Draufsicht die Form einer Sichel aufweist.
Flexibles Leiterelement nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage (2, 102) einstückig ausgebildet ist und zwischen den bei den parallel verlaufenden Seitenkantenabschnitten (8a, 8c, 108a, 108c) der Seitenkante (8, 108) eine Perforation zum Trennen aufweist.
Flexibles Leiterelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforation die Seitenkante (8, 108) im Bereich des ersten Bogenabschnittes (8b, 108b) bildet.
Flexibles Leiterelement umfassend mehrere Umlenkabschnitte gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 7.