DE10256719A1

DE10256719A1 - Electrical contact structure with a carrier of insulating thermoplastic that has contact slot coated with metal

Info

Publication number: DE10256719A1
Application number: DE2002156719
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. Czabanski
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2004-07-15

Abstract

Beschrieben wird eine elektrische Kontaktstruktur zum Kontaktieren wenigstens eines elektrischen Leiters mit einem elektrischen Kontaktbereich einer elektrischen Leiterbahnstruktur, die auf einer, aus elektrisch nicht leitendem Material bestehenden Trägerstruktur aufgebracht ist. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung der elektrischen Kontaktstruktur beschrieben. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Trägerstruktur eine schlitzartig ausgebildete Aufnahmeeinheit vorsieht, die aus einem elektrisch nicht leitenden Material besteht und zumindest abschnittsweise elektrisch leitfähige Oberflächenbereiche aufweist, die mit der Leiterbahnstruktur verbunden sind und den elektrischen Kontaktbereich zu dem in die Aufnahmeeinheit kraftschlüssig einfügbaren elektrischen Leiter darstellen.An electrical contact structure for contacting at least one electrical conductor with an electrical contact area of an electrical conductor track structure, which is applied to a carrier structure consisting of electrically non-conductive material, is described. Furthermore, a method for producing the electrical contact structure is described. DOLLAR A The invention is characterized in that the carrier structure provides a slot-like receiving unit which consists of an electrically non-conductive material and at least in sections has electrically conductive surface areas which are connected to the conductor track structure and the electrical contact area to the non-positive in the receiving unit represent insertable electrical conductor.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Kontaktstruktur zum Kontaktieren wenigstens eines elektrischen Leiters mit einem elektrischen Kontaktbereich einer elektrischen Leiterbahnstruktur, die auf einer, aus elektrisch nicht leitendem Material bestehenden Trägerstruktur aufgebracht ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen elektrischen Kontaktstruktur.The invention relates to a electrical contact structure for contacting at least one electrical Conductor with an electrical contact area of an electrical Conductor structure on a, made of electrically non-conductive Material existing support structure is applied. The invention further relates to a method for producing such an electrical contact structure.

Mittlerweile halten in nahezu allen Bereichen des alltäglichen Lebens elektronische Geräte und Komponenten nachhaltigen Einzug, nicht nur in den ohnehin klassischen Bereichen und Sparten der Informations- und Kommunikationstechnik sowie Unterhaltungselektronik; sondern vor allem auch im Automobilbau und in der Haushaltstechnik, der sogenannten Weißware, um nur einige zu nennen. Wo früher einst rein mechanische Bedienelemente und Steuerungen zum Einsatz kamen, wird heute die Funktionalität von Geräten vorwiegend von elektrischen und elektronischen Komponenten bestimmt.Now stop in almost all Areas of everyday life Life electronic devices and components sustainable entry, not only in the already classic Areas and divisions of information and communication technology as well as consumer electronics; but especially in the automotive industry and in household technology, the so-called white goods, to name just a few. Where before once purely mechanical controls and controls were used came, today the functionality of devices is predominantly electrical and electronic components.

Diese neuen Einsatzfelder stellen jedoch vollkommen neue Anforderungen an die einzelnen elektrischen und elektronischen Komponenten, insbesondere in Hinsicht auf mechanische Belastungen durch Bewegung und Vibrationen. Derartige mechanische Belastungen erfordern nicht nur fehlertolerante elektrische Bauelemente, sondern auch robuste Leiterplatten und Verbindungstechniken. Das eingeschränkte Platzangebot durch stets kleiner werdende Geräte und Module zwingt die Entwickler, elektrische Komponenten bzw. deren Funktionen auf kleinem Raum zu integrieren. Es entstehen hochintegrierte Bauteile, deren elektrische Anschaltung immer kleinere Leiterbahnbreiten und -abstände bedingt und so die Leiterplattentechnik an ihre Grenzen führt.These new fields of application however, completely new requirements for the individual electrical and electronic components, especially with regard to mechanical Exposure to movement and vibration. Such mechanical Loads not only require fault-tolerant electrical components, but also robust circuit boards and connection technologies. The limited Space due to ever smaller devices and modules forces developers to electrical components and their functions in a small space integrate. Highly integrated components are created, their electrical Connection of ever smaller conductor track widths and spacings required and so pushes PCB technology to its limits.

Ein viel versprechender Ansatz, diese Probleme zu lösen und diese speziellen Anforderungen zu erfüllen, zeigt sich in den spritzgegossenen Schaltungsträgern, häufig auch als MID (Molded Interconnect Devices) bezeichnet. Hier wird der aus der Elektronik bekannte Weg der Funktionsintegration konsequent weiterverfolgt; es werden elektrische und mechanische Funktionen in einer Baugruppe vereint.A promising approach, this to solve problems and meeting these special requirements is evident in the injection molded ones Circuit boards, frequently also referred to as MID (Molded Interconnect Devices). Here will the way of integrating functions that is familiar from electronics pursued; there will be electrical and mechanical functions united in one assembly.

MIDs sind zumeist dreidimensionale Formteile, die in Spritzguss gefertigt werden. Als Grundmaterial kommen überwiegend thermoplastische Kunststoffe zum Einsatz. Anschließend wird auf den Oberflächen des Formteils das gewünschte elektrische Leiterbild z. B. galvanisch aufgebracht. Als Leitermaterial wird meist Kupfer verwendet.MIDs are mostly three-dimensional Molded parts that are injection molded. As basic material mostly come thermoplastic materials for use. Then will on the surfaces the desired part electrical pattern z. B. applied galvanically. As conductor material copper is mostly used.

Da die dreidimensionalen Formteile beliebig komplexe, spritzgussfähige Geometrien aufweisen können, ist es möglich, dass das fertige Bauteil nicht nur elektrische sondern auch mechanische und elektromechanische Funktionen erfüllt. Sollen komplizierte, dreidimensionale Leiterbahnverläufe realisiert werden, stehen Verfahren wie die Laser-Strukturierung oder der Zwei-Komponenten-Spritzguss zur Verfügung, bei denen das Leitermaterial galvanisch aufgebracht wird. Dabei wird ausgenutzt, dass bestimmte Kunststoffe metallisierbar sind, andere hingegen nicht bzw. nur nach entsprechender Aktivierung.Because the three-dimensional molded parts arbitrarily complex, injection-moldable Can have geometries, Is it possible, that the finished component is not only electrical but also mechanical and electromechanical functions. Should be complicated, three-dimensional Track paths Processes such as laser structuring are available or the two-component injection molding available in which the conductor material is applied galvanically. It takes advantage of the fact that certain Plastics can be metallized, while others cannot or only after appropriate activation.

Einer der Hauptvorteile der MID-Technologie ist die kurze Prozesskette, in der mechanische und elektrische Komponenten praktisch gleichzeitig hergestellt werden können. Die Fertigung und Montage einer separaten elektronischen Flachbaugruppe kann somit entfallen. Dadurch können Materialkosten ebenso wie Kosten für Montage und Logistik eingespart werden. Außerdem wird durch das Wegfallen von Prozesschritten der Gesamtprozess einfacher und zuverlässiger.One of the main advantages of MID technology is the short process chain in which mechanical and electrical components can be produced practically simultaneously. The manufacture and assembly of a separate electronic circuit board can thus be omitted. Thereby can Material costs as well as costs for assembly and logistics saved become. Moreover the elimination of process steps makes the overall process easier and more reliable.

Der Verzicht auf spezielle Bauteile hat nicht nur eine Kosteneinsparung zu Folge. Da die fertigen Baugruppen aus wenigen, einfach zu trennenden Materialien hergestellt werden, wird die Recyclingfähigkeit merklich verbessert.The absence of special components does not only result in cost savings. Because the finished assemblies are made from a few, easy to separate materials, becomes recyclability noticeably improved.

Auch die Bestückung eines MID mit elektrischen und elektronischen Bauteilen wird bereits in der Praxis durchgeführt. Hauptproblem bei dieser Anwendung ist jedoch immer noch die Kontaktierungstechnik. Bei der Kontaktierung von elektronischen Bauteilen wird meist die Löttechnik bevorzugt; ein aus der Elektronikfertigung bekannter und beherrschter Prozess. Dabei können aber Probleme durch die relative Temperaturempfindlichkeit der thermoplastischen Trägermaterialien auftreten. Deshalb sucht man nach alternativen Verbindungstechniken, wie z.B. das Leitkleben oder die Einpresstechnik für bedrahtete Bauteile.Also equipping a MID with electrical and electronic components is already being carried out in practice. main problem however, contacting technology is still used in this application. When contacting electronic components, the Soldering prefers; one known and mastered from electronics manufacturing Process. You can but problems due to the relative temperature sensitivity of the thermoplastic support materials occur. So you're looking for alternative joining techniques such as. conductive gluing or press-in technology for wired Components.

Dennoch können MIDs die klassischen Kupferleitungen nicht vollständig ersetzen. Insbesondere in Fällen, in denen elektrische Signale über längere Strecken oder über Scharnier- oder Gelenkelemente geleitet werden müssen. In diesen Fällen kommen nach wie vor Rund- oder Flachleiter zum Einsatz. Die Kontaktierung dieser Kupferleiter stellt jedoch immer noch ein Problem dar.Nevertheless, MIDs can do the classic copper lines not completely replace. Especially in cases in which electrical signals over longer distances or about Hinge or joint elements must be directed. In these cases follow as before round or flat conductors. Contacting this However, copper conductor is still a problem.

Bei der Kontaktierung von auf MID aufgebrachten Leiterstrukturen mit derartigen Rundkabeln, vorzugsweise Kupferrundkabel, existieren derzeit kaum Alternativen zur bekannten und eingesetzten Löttechnik. Zwar sind Anwendungen bekannt, die einen konventionellen Steckverbinder nachbilden und so eine zuverlässige Kontaktierung realisieren, aber es fehlen Lösungen zur einfachen und schnelle Kontaktierung einzelner Rundleitungen, wie sie vor allem im Bereich der „weissen Ware", also der Haushaltswarenkomponenten wie Waschmaschinen, Geschirrspülmaschinen, Trockner, Kühlschränke etc. eingesetzt werden.When contacting on MID applied conductor structures with such round cables, preferably Round copper cables, there are currently hardly any alternatives to the known and used soldering technology. Applications that use a conventional connector are known replicate and so a reliable Realize contacting, but solutions for quick and easy are missing Contacting individual round cables, especially in the area the "white one Goods ", ie the Household goods components such as washing machines, dishwashers, Dryers, refrigerators etc. be used.

Alle bekannte Verfahren, die zur Kontaktierung von Rundleitern geeignet sind, bedienen sich entweder zusätzlicher Bauteile wie Stecker und Crimpkontakte, oder Verbindungsmedien wie Lote und ähnliche Materialien. Weiterhin verlängern sie die Prozesskette durch Schritte wie das Abisolieren der Kabel, den jeweiligen Crimp- oder Lötvorgang oder gar das komplette Konfektionieren eines Steckers. Einen Ausweg aus dieser Situation scheint die sogenannte IDC-Technologie zu bieten; IDC steht für Insulation Displacement Contact oder Schneid-Klemm-Kontakt. Diese Technologie vereint die Prozessschritte Abisolieren und Kontaktieren in einem einzigen, einfach zu handhabenden Vorgang, nämlich dem Einpressen des isolierten Rundleiters in die Kontaktstelle. Vergleiche aus der Verdrahtung von Reihenklemmen bescheinigen der IDC-Technologie eine Zeitersparnis von bis zu 75% gegenüber geschraubten Verbindungen.All known procedures for Contacting round conductors are suitable, either use additional Components such as plugs and crimp contacts, or connection media such as Solders and the like Materials. Continue to extend the process chain through steps like stripping the cables, the respective crimp or Soldering process or even the complete assembly of a connector. A way out the so-called IDC technology seems to offer this situation; IDC stands for Insulation Displacement contact or insulation displacement contact. This technology combines the process steps of stripping and contacting in one only, easy-to-use process, namely the pressing of the isolated Round conductor in the contact point. Compare from the wiring of Terminal blocks certify that IDC technology saves time of up to 75% compared to screwed Links.

Heutzutage werden ausschließlich ID-Kontakte aus Metall verwendet, bei denen die Elastizität des Materials genutzt wird, um die Kontaktkraft zu erzeugen. Häufig anzutreffen sind Federleisten zur Kontaktierung von Flachbandkabeln, die als Signalleitungen in der Telekommunikations- und Computertechnik angewandt werden. Es ist auch durchaus denkbar, metallene Schneid-Klemm-Kontakte in die Spritzgussform zu Herstellung von MIDs einzusetzen und entsprechend zu umspritzen. Dies würde zwar zu Einsparungen bei der späteren Kontaktierung von Rundleitern führen, doch zugleich auch zu einem ungleich größeren Aufwand bei der Herstellung des Trägerbauteils führen. Der Recyclinggedanke wäre gleichfalls zunichte gemacht.Nowadays only ID contacts are used made of metal, where the elasticity of the material is used, to create the contact force. Female connectors are common for contacting ribbon cables that are used as signal lines in telecommunications and computer technology. It It is also quite conceivable to insert the metal insulation displacement contacts into the injection mold to use for the production of MIDs and to encapsulate them accordingly. This would while saving on later Contacting round conductors, but at the same time also at an incomparably greater effort in the production of the support component to lead. The recycling idea would also be destroyed.

Es besteht daher die Aufgabe, eine elektrische Kontaktstruktur zum Kontaktieren wenigstens eines elektrischen Leiters, vorzugsweise eines Rundkabelleiters mit einem elektrischen Kontaktbereich einer elektrischen Leiterbahnstruktur, die auf einer, aus elektrisch nicht leitendem Material bestehenden Trägerstruktur, vorzugsweise in Form einer spritzgegossenen Schaltungsträgerstruktur (MID), aufgebracht ist, derart auszubilden, dass der Kontaktiervorgang ohne jeglichen thermischen Energieeintrag sowie ohne jegliche haftvermittelnden Materialien, wie Lote oder elektrisch leitfähige Kleber durchgeführt werden kann. Insbesondere soll die elektrische Kontaktstruktur eine verfahrenstechnisch einfach handzuhabende Kontaktierung zwischen Rundkabelleitern und einer spritzgegossenen Trägerstruktur, vorzugsweise Schaltungsträgern im industriellen Maßstab erlauben. Hierfür gilt es zum einen eine geeignete elektrische Kontaktierungsstruktur sowie zum anderen ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben, das möglichst geringe Kosten aufwirft und keine komplizierten Verfahrensschritte erfordert.There is therefore the task of a electrical contact structure for contacting at least one electrical Conductor, preferably a round cable with an electrical Contact area of an electrical conductor structure, based on one carrier structure consisting of electrically non-conductive material, preferably in the form of an injection molded circuit carrier structure (MID), is applied in such a way that the contacting process without any thermal energy input and without any adhesion-promoting agents Materials such as solders or electrically conductive adhesives are carried out can. In particular, the electrical contact structure is intended to be a procedural one easy to use contacting between round cable ladders and an injection molded support structure, preferably circuit boards on an industrial scale allow. Therefor a suitable electrical contacting structure applies and secondly to specify a process for their production, that if possible low cost and no complicated procedural steps requires.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Gegenstand des Anspruches 11 ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden elektrischen Kontaktstruktur. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der gesamten Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.The solution of the invention lying task is specified in claim 1. Subject of the claim 11 is a method according to the invention for producing a corresponding electrical contact structure. Features which advantageously further develop the inventive idea Subject of the subclaims and the entire description with reference to the exemplary embodiments refer to.

Erfindungsgemäß ist eine elektrische Kontaktstruktur zum Kontaktieren wenigstens eines elektrischen Leiters mit einem elektrischen Kontaktbereich einer elektrischen Leiterbahnstruktur, die auf einer, aus elektrisch nicht leitendem Material bestehenden Trägerstruktur aufgebracht ist, derart ausgebildet, dass die Trägerstruktur eine schlitzartig ausgebildete Aufnahmeeinheit vorsieht, die aus einem elektrisch nicht leitenden Material besteht und zumindest abschnittsweise elektrisch leitfähige Oberflächenbereiche aufweist, die mit der Leiterbahnstruktur verbunden sind und den elektrischen Kontaktbereich zu dem in die Aufnahmeeinheit kraftschlüssig einfügbaren elektrischen Leiter darstellen.According to the invention, an electrical contact structure for contacting at least one electrical conductor with a electrical contact area of an electrical conductor structure, those on one made of electrically non-conductive material support structure is applied, designed in such a way that the support structure is a slot-like trained receiving unit provides that from an electrical consists of non-conductive material and at least in sections electrically conductive surface areas has, which are connected to the conductor structure and the electrical contact area to the electrical insertable into the receiving unit Represent leader.

Der zentrale erfinderische Gedanke sieht die Ausbildung der gesamten Aufnahmeeinheit für die elektrische Kontaktstruktur aus einem elektrisch nicht leitenden Material vor, das vorzugsweise aus dem gleichen elektrisch nicht leitenden Material besteht, aus der auch die Trägerstruktur gefertigt ist. Somit bietet es sich vornehmlich an, die Trägerstruktur gemeinsam mit der Aufnahmeeinheit in einem einzigen Herstellungsschritt auszuformen, noch bevor die Trägerstruktur mit der Leiterbahnstruktur versehen wird. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Aufnahmeeinheit getrennt von der Trägerstruktur herzustellen und nachträglich mittels Klebe- oder Schweißtechnik aneinander zu fügen. Dies jedoch würde einen weiteren Verfahrensschritt darstellen, der bei einer einstückigen Herstellung von Trägerstruktur und Aufnahmeeinheit, bspw. im Wege eines Spritzgussverfahrens vermieden werden kann. Die Trägerstruktur selbst kann im einfachsten Fall als zweidimensionale Leiterplatte oder, wie eingangs erläutert, als dreidimensionaler Schaltungsträger ausgebildet sein.The central inventive idea sees the formation of the entire recording unit for the electrical Contact structure made of an electrically non-conductive material, preferably made of the same electrically non-conductive material consists of which also the support structure is made. Thus, it is primarily the support structure together with the recording unit in a single manufacturing step form even before the support structure is provided with the conductor track structure. However, it is an alternative also possible, to produce the receiving unit separately from the support structure and later by means of adhesive or welding technology to add. However, this would represent a further step in the process of a one-piece production of support structure and receiving unit, for example avoided by means of an injection molding process can be. The support structure itself in the simplest case can be used as a two-dimensional circuit board or, as explained at the beginning, be designed as a three-dimensional circuit carrier.

Die Aufnahmeeinheit zur Kontaktierung des elektrischen Leiters ist vorzugsweise als ein über die Oberfläche der Trägerstruktur erhabener Schneid-Klemm-Kontakt (IDC = Insulation Displacement Contact) ausgebildet, der über eine Schneidkantenanordnung verfügt, durch die bei Einfügen der kunststoffisolierte Rundkabelleiter in den Schneid-Klemm-Kontakt lokal abisoliert wird, um einen metallischen Kontakt zwischen dem Leiter und einem metallisierten Oberflächenbereich an der Aufnahmeeinheit herzustellen. Mit Ausnahme des metallisierten Oberflächenbereich, zu dessen Herstellung noch einzugehen ist, besteht die Aufnahmeeinheit ausschließlich aus elektrisch nicht leitfähigen Kunststoff, vorzugsweise aus spritzgußfähigem thermoplastischen Kunststoff, dessen Formgebung insbesondere im Schneidkantenbereich genügend eigenstabil auszubilden ist, um die Kunststoffisolation des elektrischen Leiters zu durchtrennen und lokal zumindest abschnittsweise längs des Leiters zu verdrängen.The receiving unit for contacting the electrical conductor is preferably designed as an insulation displacement contact (IDC = insulation displacement contact) which is raised above the surface of the support structure and has a cutting edge arrangement by which the plastic-insulated round cable conductor is inserted into the insulation displacement contact. Contact is stripped locally to produce a metallic contact between the conductor and a metallized surface area on the receiving unit. With the exception of the metallized surface area, the manufacture of which is still to be discussed, the receiving unit consists exclusively of electrically non-conductive plastic, preferably of injection-moldable thermoplastic, the shape of which, particularly in the cutting edge area, is sufficiently unique is to be designed to be stable in order to cut through the plastic insulation of the electrical conductor and to displace it locally at least in sections along the conductor.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer als Schneid-Klemm-Kontakt ausgebildeten Aufnahmeeinheit sieht zwei V-förmig zueinander angeordnete Schneidkanten vor, deren räumliche Anordnung vergleichbar mit dem Querschnitt eines Trichters ist und an die sich eine Schlitzstruktur anschließt, vergleichsweise dem Trichterhals, die eine Schlitzbreite aufweist, die kleiner als der abisolierte Leiterquerschnitt ist. In diesem Fall erfolgt der Kontaktiervorgang ausschließlich durch ein lineares Einfügen des kunststoffisolierten Rundkabelleiters in Richtung der trichterförmig zusammenlaufenden Schneidkanten, wodurch die Kunststoffisolation des Leiters zumindest lokal aufgetrennt und anschließend der abisolierte Rundkabelbereich in die Schlitzstruktur regelrecht eingepresst wird. Um einen elektrischen Kontakt zwischen dem elektrischen Leiter und der Aufnahmeeinheit herzustellen, sieht die Aufnahmeeinheit zumindest im Bereich der Schlitzstruktur, also jenem Oberflächenbereich, in dem der abisolierte elektrische Leiter in innigen Kontakt mit der Aufnahmeeinheit tritt, einen elektrisch leitende Oberfläche vor, die vorzugsweise als Oberflächenschicht lokal auf die Aufnahmeeinheit aufgebracht ist.A preferred embodiment a receiving unit designed as an insulation displacement contact two V-shaped mutually arranged cutting edges, their spatial Arrangement is comparable to the cross section of a funnel and on which is followed by a slit structure, comparable to the funnel neck, which has a slot width that is smaller than the stripped Conductor cross-section is. In this case, the contacting process takes place exclusively by linear insertion the plastic-insulated round cable conductor in the direction of the funnel-shaped converging Cutting edges, which means the plastic insulation of the conductor at least locally separated and then the stripped round cable area literally into the slot structure is pressed. To make electrical contact between the electrical Manufacturing the conductor and the recording unit sees the recording unit at least in the area of the slit structure, i.e. that surface area, in which the stripped electrical conductor is in intimate contact with the recording unit enters an electrically conductive surface that preferably as a surface layer is applied locally to the recording unit.

Zur Herstellung einer derartigen als Metallkontakt dienenden Oberflächenmetallschicht, die elektrisch leitend mit der übrigen, auf der Trägerstruktur aufgebrachten Leiterbahnstruktur verbunden ist, dient jener Metallisierungsschritt, durch den die Trägerstruktur selbst zur Ausbildung der Leiterbahnstruktur prozessiert wird. Dies erfolgt üblicherweise im Wege eines galvanischen oder nasschemischen lokalen Beschichtungsprozesses. Neben den vorstehend genannten Varianten zur selektiven Oberflächenmetallisierung von Trägerstruktur und Aufnahmeeinheit eignen sich überdies auch weitere Verfahren, auf die unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele eingegangen wird. An dieser Stelle sei lediglich auf das 2-Komponenten-Spritzgussverfahren sowie die Laserstrukturierung verwiesen.To manufacture such serving as a metal contact surface metal layer, the electrical conducting with the rest, on the support structure applied conductor structure is used that metallization step, through which the support structure is itself processed to form the conductor track structure. This usually takes place by means of a galvanic or wet chemical local coating process. In addition to the variants mentioned above for selective surface metallization of support structure and recording unit are also suitable also other methods to which reference is made to the exemplary embodiments is received. At this point, let's just look at the 2-component injection molding process as well as the laser structuring.

Durch die vorstehend aufgezeigte Ausbildung von vorzugsweise aus thermoplastischen Kunststoffmaterial gefertigten Schneid-Klemm-Kontakten (IDC), die zur elektrischen Kontaktierung lediglich lokale Metallschichten aufweisen aber ansonsten vollständig aus Kunststoff bestehen, ist es möglich auf eine Vielzahl aufwendiger Prozessschritte zu verzichten, die bei Verwendung konventioneller Schneid-Klemm-Kontakte, die aus einzelnen metallischen Komponenten zusammen gesetzt sind und daher einzeln zum größten Teil manuell mosaikartig in die MIDs integriert werden müssen, erforderlich sind.By the one shown above Formation of preferably from thermoplastic material manufactured insulation displacement contacts (IDC) used for electrical However, contacting only has local metal layers Completely are made of plastic, it is possible on a variety of elaborate To dispense with process steps which, when using conventional insulation displacement contacts, which are composed of individual metallic components and therefore mostly for the most part must be manually integrated into the MIDs like a mosaic are.

Betrachtet man in diesem Zusammenhang bspw. das Bedienfeld bzw. das Bedienpanel einer modernen Waschmaschine, so befindet sich nahezu die gesamte Elektronik unmittelbar auf der Rückseite des aus thermoplastischen Kunststoff gefertigten Bedienfeldes. Die Verdrahtung zu den jeweiligen innerhalb der Waschmaschine vorgesehenen Aktoren wie bspw. der Motor oder die Pumpen erfolgen mit Hilfe konventioneller Kupferrundleiter. Nach bisherigem Stand der Technik werden die Kupferrundleiter über Lötverbindungen oder über aufwendige Steckverbinderaufnahmen kontaktiert.If you consider, for example, the control panel or control panel of a modern washing machine, almost all of the electronics are located directly on the Back of the control panel made of thermoplastic. The wiring to the respective actuators provided within the washing machine such as the motor or the pumps are made with the help of conventional ones Copper round conductor. According to the current state of the art, the copper round conductors are made using soldered connections or about elaborate connector receptacles contacted.

Da das Bedienfeld aus thermoplastischem Kunststoffmaterial ohnehin im Wege eines Spritzgussverfahrens hergestellt wird, ist es mit der erfindungsgemäßen Kontaktierungstechnik möglich, neben der Substitution aller Leiterplatten auch die Steckverbinder vollständig aus thermoplastischem Kunststoffmaterial zu fertigen. Dies führt in vorteilhafter Weise dazu, dass für deren Herstellung keinerlei zusätzliche Kontaktelemente bereitgehalten werden müssen, wie es bei bisher üblichen Produktionstechniken der Fall ist, bei denen bspw. ein gesondertes Umspritzen einzelner Metallkomponenten sowie deren komplizierte manuelle oder automatisiert durchzuführende Integration in das jeweilige Spritzgusswerkzeug erforderlich ist.Because the control panel is made of thermoplastic material is anyway produced by means of an injection molding process it with the contacting technology according to the invention possible, in addition to the substitution of all circuit boards, also the connectors Completely to manufacture from thermoplastic material. This leads to more advantageous Way to do that for no additional manufacturing Contact elements must be kept available, as was the case with the usual ones Production techniques are the case in which, for example, a separate molding individual metal components and their complicated manual or to be carried out automatically Integration into the respective injection mold is required.

Der eigentliche Kontaktierungsvorgang unterscheidet sich bei der erfindungsgemäß ausgebildeten elektrischen Kontaktstruktur nicht von konventionellen Schneid-Klemm-Kontakten, so lässt sich in beiden Fällen ein kunststoffisolierter Leiter mittels einer einzigen Linearbewegung in den Schneid-Klemm-Kontakt einfügen, wobei der kunststoffisolierte Leiter lokal abisoliert und durch weiteres Verpressen innerhalb der Schlitzstruktur elektrisch und mechanisch in der Kontaktstruktur kontaktiert und fixiert wird. Der Kontaktierungsvorgang lässt sich auf diese Weise unkompliziert und schnell mit Hilfe geeigneter Robotereinheiten automatisieren. Durch zusätzliche Überwachung der für die Kontaktierung erforderlichen Fügekräfte, die beim Einpressen des elektrischen Leiters in den Schneid-Klemm-Kontakt auftreten, lässt sich überdies eine Aussage über die Qualität der Verbindung und somit des elektrischen Kontaktes treffen.The actual contacting process differs in the electrical designed according to the invention Contact structure not of conventional insulation displacement contacts, so lets yourself in both cases a plastic-insulated conductor using a single linear movement insert into the insulation displacement contact, the plastic insulated Local stripped conductor and by further pressing inside the slot structure electrically and mechanically in the contact structure is contacted and fixed. The contacting process can be started this way quickly and easily with the help of suitable robot units automate. Through additional monitoring the for the contacting required joining forces when pressing in the electrical Lead in the insulation displacement contact can also be a statement about the quality the connection and thus the electrical contact.

Weitere Einzelheiten zur erfindungsgemäß ausgebildeten elektrischen Kontaktstruktur sind den weiteren Ausführungen unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.Further details on the trained according to the invention electrical contact structure are the other versions with reference to the embodiments refer to.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:The invention is hereinafter without restriction the general inventive concept based on exemplary embodiments described by way of example with reference to the drawings. It demonstrate:

1 dreidimensionale Darstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Aufnahmeeinheit; 1 three-dimensional representation of a recording unit designed according to the invention;

2 alternative dreidimensionale Darstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Aufnahmeeinheit; 2 alternative three-dimensional representation of a recording unit designed according to the invention;

3 schematische Gegenüberstellung zwischen einem konventionellen Klemmkontakt zu einem erfindungsgemäß ausgebildeten Klemmkontakt, 3 schematic comparison between a conventional terminal contact to a terminal contact designed according to the invention,

4a, b Prinzipskizzen zur Veranschaulichung unterschiedlicher Oberflächenmetallisierungstechniken, 4a . b Principle sketches to illustrate different surface metallization techniques,

5 unterschiedliche Schlitzquerschnitte, 5 different slot cross-sections,

6a–c unterschiedliche Schlitzquerschnitte und 6a - c different slot cross sections and

7–10 Ausführungsformen unterschiedlicher Aufnahmeeinheiten. 7 - 10 Embodiments of different recording units.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche VerwendbarkeitWays to Execute the Invention, industrial applicability

In 1 sind perspektivische Darstellungen von einer bevorzugten, vollständig aus thermoplastischem Material gefertigten Aufnahmeeinheit 1 in Seiten- sowie Draufsichtdarstellung gezeigt. Die Aufnahmeeinheit 1 weist zwei sich gegenüberliegende, V-förmig zusammenlaufende Schneidkanten 2 auf, die gemeinsam in eine Schlitzstruktur 3 münden. Die Schlitzstruktur 3 weist eine Schlitzbreite auf, die kleiner bemessen ist, als der Querschnitt eines abisolierten elektrischen Leiters, den es gilt, innerhalb der Schlitzstruktur 3 fest zu verklemmen.In 1 are perspective views of a preferred receiving unit made entirely of thermoplastic material 1 shown in side and top view. The acquisition unit 1 has two opposite, V-shaped cutting edges 2 on that together in a slot structure 3 lead. The slit structure 3 has a slot width which is dimensioned smaller than the cross section of a stripped electrical conductor that is to be applied within the slot structure 3 jam tight.

Die Schneidkanten 2 sind in dem in 1 ausgebildeten Ausführungsbeispiel derart zusammenlaufend ausgebildet, so dass ein kunststoffisolierter Leiter (nicht dargestellt) durch von oben (siehe Pfeildarstellung) in die Schlitzstruktur 3 senkrechtes Verfügen vermittels der Schneidkanten 2 zumindest einseitig abisoliert wird. Hierfür sehen die Schneidkanten 2 einen keilförmigen Querschnitt (siehe Draufsichtsdarstellung) vor, mit eben ausgebildeten Schneidkantenflanken 4 sowie schräg zum Leiter verlaufenden Schneidkantenflanken 5. Durch vertikalgerichtetes Einfügen eines kunststoffisolierten Leiters (nicht dargestellt) in den Schneidkantenbereich, wird jener kunststoffisolierte Bereich, der mit den schräg abfallenden Schneidkantenflanken 5 in Berührung tritt, längs des elektrischen Leiters verdrängt, so dass ein abisolierter Leiterbereich entsteht, der zwischen den metallisierten Flanken innerhalb der Schlitzstruktur 3 mittels zwischen den Flanken auftretenden Klemmkräften mechanisch fest fixiert und elektrisch innig kontaktiert wird.The cutting edges 2 are in the in 1 Embodiment designed formed converging so that a plastic-insulated conductor (not shown) through from above (see arrow illustration) into the slot structure 3 vertical joining by means of the cutting edges 2 is stripped at least on one side. For this see the cutting edges 2 a wedge-shaped cross-section (see plan view representation) in front, with evenly formed cutting edge flanks 4 as well as cutting edge flanks that run obliquely to the conductor 5 , By inserting a plastic-insulated conductor (not shown) into the cutting edge area in the vertical direction, the plastic-insulated area with the sloping cutting edge flanks becomes 5 comes into contact, displaced along the electrical conductor, so that a stripped conductor area is formed, which is between the metallized flanks within the slot structure 3 is fixed mechanically firmly between the flanks and electrically intimately contacted.

Die Aufnahmeeinheit 1 sieht im Ausführungsbeispiel gemäß 1 einen metallisierten Oberflächenbereich 6 vor, der die gesamte Oberfläche der Aufnahmeeinheit 1 unterhalb der Schneidkanten 2 überdeckt, aber insbesondere den Bereich innerhalb der Schlitzstruktur 3 umfasst, der in innigen elektrischen Kontakt mit dem abisolierten elektrischen Leiter tritt. Der metallisierte Oberflächenbereich 6 ist auf der ansonsten vollständig aus elektrisch nicht leitendem Material, vorzugsweise thermoplastischen Kunststoffmaterial bestehenden Aufnahmeeinheit 1 lokal aufgebracht. In geeigneter Weise ist es auch möglich die gesamte Oberfläche der Aufnahmeeinheit 1 zu metallisieren.The acquisition unit 1 looks according to the embodiment 1 a metallized surface area 6 in front of the entire surface of the acquisition unit 1 below the cutting edges 2 covers, but especially the area within the slot structure 3 comprises, which comes into intimate electrical contact with the stripped electrical conductor. The metallized surface area 6 is on the otherwise completely made of electrically non-conductive material, preferably thermoplastic plastic material 1 applied locally. It is also possible in a suitable manner to cover the entire surface of the recording unit 1 to metallize.

Der Metallisierungsvorgang erfolgt in vorteilhafter Weise im gleichen Prozessschritt, mit dem auch Leiterbahnen auf der nicht im Einzelnen dargestellten Trägerstruktur aufgebracht werden. Nur der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Trägerstruktur bspw. ein dreidimensionaler Schaltungsträger (MID) mit der in 1 dargestellten unteren Seitenkante K der Aufnahmeeinheit 1 vorzugsweise einstückig verbunden ist, so dass sich die Aufnahmeeinheit über die Oberfläche der Trägerstruktur erhebt.The metallization process advantageously takes place in the same process step with which conductor tracks are also applied to the carrier structure, which is not shown in detail. For the sake of completeness, it should be pointed out here that the carrier structure, for example a three-dimensional circuit carrier (MID) with the one shown in 1 shown lower side edge K of the recording unit 1 is preferably connected in one piece, so that the receiving unit rises above the surface of the support structure.

Zur Durchführung der Metallisierung kann auf alle geeigneten Metallisierungstechniken zurückgegriffen werden, mit denen eine selektive Metallabscheidung zur Schaffung beliebiger Leiterbahnen auf der Trägerstruktur sowie auch die Herstellung der Oberflächenmetallisierung an der Aufnahmeeinheit möglich ist. Stellvertretend für die große Vielzahl geeigneter Techniken sei galvanische Abscheideprozesses oder selektive Aufdampf- oder Sputtertechniken verwiesen.To carry out the metallization can on all suitable metallization techniques are used with which a selective metal deposition to create any conductor tracks on the support structure and also the production of the surface metallization on the receiving unit is possible. Representative of the size Many suitable techniques are galvanic deposition processes or selective vapor deposition or sputtering techniques.

Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 1, bei der die Kunststoffisolierung eines kunststoffisolierten Rundkabelleiters lediglich einseitig zur Schneidkantenanordnung 2 verdrängt wird, sieht das Ausführungsbeispiel gemäß 2 eine Schneidkantenausbildung vor, mit der ein kunststoffisolierter Rundkabelleiter, bspw. ein Kupferleiter, beidseitig zur Schneidkantenanordnung 2 abisoliert wird. Hierbei sind die Schneidkanten 2 als senkrecht zur Leiterachse A symmetrisch ausgebildete Keilspitzen ausgeformt, durch die die Kunststoffisolation längs des Leiters beidseitig zu den Schneidkantenspitzen 2 verdrängt werden.In contrast to the embodiment according to 1 , in which the plastic insulation of a plastic-insulated round cable conductor only on one side to the cutting edge arrangement 2 is displaced, the embodiment according to 2 a cutting edge formation with which a plastic-insulated round cable conductor, for example a copper conductor, on both sides for the cutting edge arrangement 2 is stripped. Here are the cutting edges 2 formed as wedge tips symmetrically formed perpendicular to the conductor axis A, through which the plastic insulation along the conductor on both sides to the cutting edge tips 2 to be ousted.

Selbstverständlich sind auch alternative Schneidkantengeometrien denkbar, die eine lokale Abisolierung des elektrischen Leiters bewirken, bevor der Leiter in den entsprechenden Kontaktbereich innerhalb der Aufnahmeeinheit 1 zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes unter Ausbildung mechanisch fixierender Klemmkräfte gefügt wird. Die in 2 dargestellte Aufnahmeeinheit 1 stellt ein Vorprodukt ohne eine entsprechende Oberflächenmetallisierung dar.Of course, alternative cutting edge geometries are also conceivable, which cause local stripping of the electrical conductor before the conductor enters the corresponding contact area within the receiving unit 1 is added to produce an electrical contact with the formation of mechanically fixing clamping forces. In the 2 shown recording unit 1 represents a preliminary product without a corresponding surface metallization.

Neben der bereits erwähnten lokalen selektiven Metallbeschichtung im Wege galvanischer Metallisierung bzw. Metallisierung aus der Gasphase sind auch Technologien bekannt, die bevorzugt für die Herstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten elektrischen Kontaktstruktur geeignet sind. An dieser Stelle sei bspw. auf das Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren hingewiesen, das in 3 näher erläutert ist. In einem ersten Verfahrensschritt wird eine metallisierbare Kunststoffkomponente in einem ersten Spritzgussschritt geformt. In einem nachfolgenden zweiten Spritzgussschritt wird der aus metallisierbarem Kunststoff bestehende Vorspritzling mit einem nichtmetallisierbaren Kunststoff derart umspritzt, dass lediglich definierte Oberflächenbereiche des metallisierbaren Kunststoffes frei bleiben. In einem nachfolgenden bspw. galvanischen Metallisierungsprozess erfolgt eine selektive Metallabscheidung lediglich auf jenen Oberflächenbereichen, die durch die freien Oberflächen des metallisierbaren Kunststoffes vorgegeben sind. Eine weitere Alternative zur Herstellung elektrisch leitfähiger Oberflächenbereiche mittels Laserstrukturieren ist in 4 dargestellt. So existieren elektrisch nicht leitfähige Kunststoffe, in denen elektrisch leitfähige Partikel eingemischt sind. Bei der Verarbeitung derartiger Kunststoffe im Rahmen eines Spritzgussverfahrens zur Herstellung bspw. dreidimensionaler Schaltungsträger zeigt sich, dass die elektrisch leitfähigen Partikel P nicht an der freien Oberfläche des erstarrten Schaltungsträgers zu liegen kommen, sondern im Inneren des Schaltungsträgers matrixartig vom Kunststoff umgeben sind. Mit Hilfe eines Laserstrahls L können nun gezielte Bereiche B der Oberfläche ablatiert werden, wodurch innenliegende Materialbereiche mit den elektrisch leitfähigen Partikeln P lokal freigelegt werden. Die freigelegten elektrisch leitfähigen Partikel P stellen Keimzellen für einen nachfolgenden bspw. stromlosen Metallisierungsvorgang dar.In addition to the local selective metal coating already mentioned by means of galvanic metallization or metallization from the gas phase, technologies are also known which are preferably suitable for producing an electrical contact structure designed according to the invention. At this point we would like to point out, for example, the two-component injection molding process that is described in 3 is explained in more detail. In a first process step, a metallizable plastic component is molded in a first injection molding step. In a subsequent second injection molding step, the pre-molded part made of metallizable plastic is extrusion-coated with a non-metallizable plastic in such a way that only defined surface areas of the metallizable plastic remain free. In egg In the subsequent, for example, galvanic metallization process, selective metal deposition takes place only on those surface areas which are predetermined by the free surfaces of the metallizable plastic. Another alternative to producing electrically conductive surface areas by means of laser structuring is in 4 shown. For example, there are electrically non-conductive plastics in which electrically conductive particles are mixed. When processing such plastics in the context of an injection molding process for the production of, for example, three-dimensional circuit carriers, it is shown that the electrically conductive particles P do not come to rest on the free surface of the solidified circuit carrier, but are surrounded by the plastic in a matrix-like manner inside the circuit carrier. Targeted areas B of the surface can now be ablated with the aid of a laser beam L, as a result of which internal material areas with the electrically conductive particles P are exposed locally. The exposed electrically conductive particles P represent germ cells for a subsequent, for example, electroless metallization process.

Die Liste der möglichen Technologien zur lokalen Aufbringung bzw. Abscheidung von Metallstrukturen auf elektrisch nicht leitfähigen Oberflächen lässt sich beliebig weiter führen, so dass es dem Fachmann frei bleibt, für welche spezielle Art der Metallisierung sich der Fachmann entscheidet.The list of possible technologies for local Application or deposition of metal structures on electrical not conductive Surfaces can be continue as you like, so that the specialist remains free for which special type of Metallization is decided by the specialist.

In 5 ist in Gegenüberstellung jeweils ein schematisierter Querschnitt durch die Schlitzstruktur 3 einer Aufnahmeeinheit 1 angegeben, in der jeweils ein elektrischer Leiter 7 eingefügt ist. In der linken Darstellung gemäß 5 ist die Schlitzstruktur eines konventionellen Schneid-Klemm-Kontaktes dargestellt, dessen Schlitzbereich 3 vollständig aus einem Metall besteht. Hierbei vermag die vollständig aus Metall bestehende Schlitzstruktur den zumeist aus Kupfer bestehenden elektrischen Leiter zu deformieren, zumal die Metallstruktur härter als das Kupfermaterial ist.In 5 is a schematic cross section through the slot structure 3 a recording unit 1 specified, each in an electrical conductor 7 is inserted. According to the left representation 5 the slot structure of a conventional insulation displacement contact is shown, the slot area 3 consists entirely of a metal. The slot structure, which is made entirely of metal, is able to deform the electrical conductor, which is usually made of copper, especially since the metal structure is harder than the copper material.

In der rechten Darstellung gemäß 5 ist die Schlitzstruktur 3 eines erfindungsgemäß ausgebildeten Schneid-Klemm-Kontaktes dargestellt, die lediglich im Kontaktbereich mit einer dünnen metallisierten Oberflächenbeschichtung versehen ist, ansonsten jedoch aus Kunststoff besteht. In diesem Fall vermag der in die Schlitzstruktur eingefügte Kupferleiter 7, die Schlitzstruktur zu deformieren, so dass die Flanken der Schlitzstruktur regelrecht um den harten Kupferleiter 7 „herumfließen". Hierdurch reduziert sich zwar die Kontakt- bzw. Klemmkraft, mit der der Kupferleiter innerhalb der Schlitzstruktur 3 gehalten wird, jedoch kann diese durch optimale Auslegungsrechnung vorbestimmt werden. Zugleich vergrößert sich jedoch die Kontaktfläche zwischen dem metallisierten Oberflächenbereich der Schlitzstruktur 3 und dem abisolierten elektrischen Leiter 7, so dass auf diese weise ein niedrigerer Übergangswiderstand erzielt werden kann.In the illustration on the right 5 is the slot structure 3 of an insulation displacement contact designed according to the invention, which is provided only in the contact area with a thin metallized surface coating, but otherwise consists of plastic. In this case, the copper conductor inserted in the slot structure can 7 to deform the slot structure, so that the flanks of the slot structure literally around the hard copper conductor 7 "Flowing around". This does reduce the contact or clamping force with which the copper conductor within the slot structure 3 is held, however, this can be predetermined by optimal design calculation. At the same time, however, the contact area between the metallized surface area of the slot structure increases 3 and the stripped electrical conductor 7 , so that a lower contact resistance can be achieved in this way.

In 6 sind drei alternative Querschnittsformen für jeweils eine Aufnahmeeinheit dargestellt. Es sein angenommen, dass zumindest die sich gegenüberliegenden Flanken der Schlitzstrukturen mit einer metallisierten Oberfläche überzogen sind oder eine solche aufweisen. 6a zeigt eine klassisch U-förmig ausgebildete Schlitzstruktur, in die ein elektrischer Leiter einfügbar ist, vergleichbar der linken Darstellung gemäß 5, 6b zeigt eine kombinierte U-Form mit nach oben geöffneter Einführschräge und 6c zeigt eine durch eine zusätzliche Federbohrung 8 ergänzte Schlitzstruktur vergleichbar mit 6b.In 6 three alternative cross-sectional shapes are shown for one receiving unit each. It is assumed that at least the opposing flanks of the slot structures are covered with or have a metallized surface. 6a shows a classically U-shaped slot structure, into which an electrical conductor can be inserted, comparable to the illustration on the left 5 . 6b shows a combined U-shape with the insertion slope open at the top and 6c shows one through an additional spring hole 8th supplemented slot structure comparable to 6b ,

7a und b zeigen eine als Torsions-IDC ausgebildete Aufnahmeeinheit mit zwei seitlichen, die Aufnahmestruktur begrenzenden Seitenstege 9, die als Einführschrägen zwei sich gegenüberstehende Flügelelemente 10 mit einer mittig zwischen den sich gegenüberstehenden Flügelelementen 10 eingebrachten Federbohrung 8 aufweisen. Befinden sich die Flügelelemente 10 am vorderen Bereich der Seitenstege 9, so ist diesen am hinteren Bereich der Seitenstege 9 eine asymmetrische Klemmstruktur (nicht sichtbar) vorgesehen, durch die gemäß 7 b ein in die Aufnahmeeinheit eingebrachter Leiter 7 längs seiner Erstreckung tordiert wird, wodurch zusätzlich zu der zwischen den Flügelelementen 10 herrschenden Klemmkraft eine zusätzliche den festen Sitz des Leiters 7 innerhalb der Aufnahmeeinheit verstärkende Torsionskraft auftritt. Auch in diesem Fall ist die gezeigte Aufnahmeeinheit vollständig samt dem Flügelelement-Paar aus Kunststoff gefertigt, lediglich zumindest jene Bereich der Flügelelemente, die mit dem Leiter in Kontakt treten, sind in der vorstehenden Weise metallisiert. 7a and b show a receiving unit designed as a torsion IDC with two lateral side webs delimiting the receiving structure 9 , which are two opposing wing elements as lead-in chamfers 10 with a middle between the opposite wing elements 10 introduced spring bore 8th exhibit. Are the wing elements 10 at the front of the side bars 9 , this is at the rear of the side bars 9 an asymmetrical clamping structure (not visible) is provided, according to which 7 b a conductor introduced into the receiving unit 7 is twisted along its extension, thereby adding to that between the wing elements 10 prevailing clamping force an additional the tight fit of the conductor 7 reinforcing torsional force occurs within the receiving unit. In this case too, the receiving unit shown is made entirely of plastic together with the pair of wing elements, only at least those areas of the wing elements which come into contact with the conductor are metallized in the above manner.

Eine der vorstehenden Ausführungsform sehr ähnliche Aufnahmeeinheit zeigt 8, die zwischen den Seitenstegen 9 jeweils eine Schlitzstruktur 3 aufweisen, vergleichbar der in 6b. Zusätzlich ist in der Schlitzstruktur 3 jeweils ein Flügelelement 10 eingebracht, das jeweils in beiden sich gegenüberstehenden Schlitzstrukturen 3 auf jeweils unterschiedlichen Schlitzflanken angebracht ist, wodurch ein in diese Aufnahmestruktur eingebrachter Leiter zumindest seitlich zu seine Längserstreckung lokal gebogen wird, wodurch eine zusätzliche Klemmwirkung erzeugt wird.A recording unit very similar to the previous embodiment is shown 8th between the side bridges 9 one slot structure each 3 have comparable to that in 6b , In addition is in the slot structure 3 one wing element each 10 introduced, each in two opposing slot structures 3 is attached to different slot flanks, whereby a conductor introduced into this receiving structure is locally bent at least laterally to its longitudinal extent, whereby an additional clamping effect is generated.

9 zeigt eine U-förmig ausgebildete Aufnahmeeinheit, deren freie Enden 13 unter Vorspannung gegeneinander lose drücken. Die freien Enden 13 weisen scharfkantige Längskanten auf, die mit einer metallisierten Oberfläche versehen sind und einen zwischen den freien Enden 13 eingeklemmten Leiter 7 mechanisch fest fixieren sowie elektrisch kontaktieren. Die freien Enden 13 vermögen überdies bei geeigneter scharfkantiger Ausbildung und Metallisierung eine Schneidwirkung auf die Kunststoffschicht eines kunststoffisolierten Leiters auszuüben, so dass der elektrische Leiter 7 durch kraftbeaufschlagtes Einfügen in den durch die freien Enden 13 gebildeten Klemmschlitz lokal abisoliert wird. 9 shows a U-shaped receiving unit, the free ends 13 press loosely against each other under tension. The free ends 13 have sharp-edged longitudinal edges, which are provided with a metallized surface and one between the free ends 13 jammed conductor 7 fix mechanically and contact electrically. The free ends 13 moreover, with a suitable sharp-edged design and metallization, can exert a cutting effect on the plastic layer of a plastic-insulated conductor, so that the electrical conductor 7 through kraftbe open insertion in the through the free ends 13 formed clamping slot is stripped locally.

Schließlich ist in 10 eine Aufnahmeeinheit dargestellt mit zwei teilweise über eine in die Oberfläche eines Schaltungsträgers 14 eingearbeitete Aufnahmenut 15 ragenden, sich gegenüberstehenden Klemmelementen 16, die einen in der Aufnahmenut 15 eingelegten elektrischen Leiter 7 beidseitig unter Aufbringung einer seitlichen auf den Leiter 7 einwirkenden Schneid-Klemmkraft fixieren und elektrisch kontaktieren. Die Klemmelemente 16 weisen zumindest an ihren der Aufnahmenut 15 zugewandten Kanten metallisierte Oberflächenbereiche auf. Zusätzlich sind längs der Aufnahmenut 15 Befestigungselemente 17 zur weiteren Fixierung des elektrischen Leiters vorgesehen.Finally in 10 a recording unit shown with two partially in the surface of a circuit carrier 14 incorporated groove 15 protruding, opposing clamping elements 16 that one in the receiving groove 15 inserted electrical conductor 7 on both sides by applying a side to the conductor 7 Fix the cutting clamping force and contact it electrically. The clamping elements 16 point at least on their the receiving groove 15 facing edges on metallized surface areas. In addition, are along the receiving groove 15 fasteners 17 provided for further fixation of the electrical conductor.

Die vorstehenden in den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele sollen nicht abschließende Möglichkeiten denkbarer Beispiele für Aufnahmeeinheiten darstellen, die mit Hilfe geeigneter Kunststoff-verarbeitender Verfahren, allen voran das thermoplastische Spritzgussverfahren, herstellbar sind und mit einem geeigneten Metallisierungsprozess zu einem aus Kunststoff gefertigten Schneid-Klemm-Kontakt (IDC) weitergebildet werden.The foregoing described in the figures embodiments are not meant to be final possibilities conceivable examples of Represent acquisition units using suitable plastic processing Processes, especially the thermoplastic injection molding process, can be produced and with a suitable metallization process to a plastic insulation displacement contact (IDC) be trained.

Die Herstellung der erfindungsgemäß ausgebildeten elektrischen Kontaktstruktur bedarf lediglich zweier Hauptverfahrensschritte. Zunächst gilt es die Trägerstruktur sowie die Aufnahmeeinheit, vorzugsweise im Wege eines einzigen Herstellungsprozesses zu formen. Als besonders geeignet bietet sich hierbei das Spritzgussverfahren unter Verwendung eines thermoplastischen Kunststoffes. Wird in diesem Zusammenhang die vorstehend erwähnte Zwei-Komponenten-Spritzgusstechnik eingesetzt, so gilt es zunächst, freiliegende Oberflächenbereiche aus metallisierbarem Kunststoff zu schaffen, die in einem weiteren Verfahrensschritt im Wege der Metallisierung mit elektrisch leitendem Material überzogen werden können.The production of the trained according to the invention Electrical contact structure only requires two main process steps. First the support structure applies and the receiving unit, preferably by means of a single manufacturing process to shape. The injection molding process is particularly suitable using a thermoplastic. Will in this The two-component injection molding technique mentioned above is related used, the first thing to do is exposed surface areas to create metallizable plastic in a further process step be coated with electrically conductive material by means of metallization can.

Der zweite Hauptverfahrensschritt sieht nach entsprechender Vorfertigung der Trägerstruktur mit entsprechend angeordneten Aufnahmeeinheiten eine gezielte lokale Metallisierung zur Herstellung der Leiterbahnstrukturen sowie der für die Kontaktierung erforderlichen elektrisch leitfähigen Oberflächenbereiche innerhalb der als Schneid-Klemm-Kontakte ausgebildeten Aufnahmeeinheiten vor.The second main procedural step looks accordingly after prefabrication of the support structure arranged recording units a targeted local metallization for the production of the conductor track structures as well as for the contacting required electrically conductive surface areas within the receiving units designed as insulation displacement contacts in front.

Schließlich gilt es jeweilige kunststoffisolierte Kabelrundleiter in die auf vorstehende Weise hergestellten Schneid-Klemm-Kontaktanordnungen durch kraftbeaufschlagtes Einfügen manuell oder maschinengeführt zu kontaktieren.After all, the relevant plastic-insulated round cable applies in the insulation displacement contact arrangements produced in the above manner by applying force manually or machine-guided to contact.

Als besonders geeignete Werkstoff für die Herstellung von dreidimensionalen Trägersturkturen sowie für die erfindungsgemäß vorgesehenen Aufnahmeeinheiten in Form von Schneid-Klemm-Kontakten sind folgende Trägerwerkstoffe zu nennen:
Acrylnitryl-Butadienstyrol (ABS)
Liquid Crystal Polymers (LCP)
Polyamide (PA)
Polybutylenterephthalat (PBT)
Polycarbonat (PC)
Polyetherimid (PEI)
Polyethersulfon (PES)
Polypropylen (PP)
Polyphtahlamid (PPA)The following carrier materials can be mentioned as a particularly suitable material for the production of three-dimensional carrier structures and for the receiving units provided according to the invention in the form of insulation displacement contacts:
Acrylonitryl Butadiene Styrene (ABS)
Liquid Crystal Polymers (LCP)
Polyamides (PA)
Polybutylene terephthalate (PBT)
Polycarbonate (PC)
Polyetherimide (PEI)
Polyethersulfone (PES)
Polypropylene (PP)
Polyphthalamide (PPA)

11: Aufnahmeeinheitrecording unit
22: Schneidkantencutting edges
33: Schlitzstrukturslot structure
44: Ebene Schneidkantenlevel cutting edges
55: SchneidkantenflankenCutting edge flanks
66: Metallisierter Oberflächenbereichmetallized surface area
77: Elektrische Leiterelectrical ladder
88th: FerderbohrungFerderbohrung

Claims

Electrical contact structure for contacting at least one electrical conductor with an electrical contact area of an electrical conductor track structure, which is applied to a carrier structure consisting of electrically non-conductive material, characterized in that the carrier structure provides a slot-like receiving unit, which consists of an electrically non-conductive material and at least in sections has electrically conductive surface areas which are connected to the conductor track structure and which represent the electrical contact area to the electrical conductor which can be non-positively inserted into the receiving unit.

Electrical contact structure according to claim 1, characterized characterized in that the receiving unit in one piece with the support structure connected is.

Electrical contact structure according to claim 2, characterized characterized that the support structure and the receiving unit made of plastic, in particular of a thermoplastic Material exist and manufactured in an injection molding process are.

Electrical contact structure according to one of claims 1 to 3, characterized in that the support structure is a flat circuit board or a two- or three-dimensional injection molded circuit carrier (MID- Molded Interconnect Device).

Electrical contact structure according to one of claims 1 to 4, characterized in that the receiving unit is designed in the manner of an insulation displacement contact (IDC = Insulation Displacement Contact) and has at least one, preferably two cutting edges through which the elec tric conductor enclosing insulation plastic can be stripped from the electrical conductor.

Electrical contact structure according to claim 5, characterized characterized in that two cutting edges are provided, the spatial Arrangement to each other comparable to the cross section of a funnel and that there is a slot structure at the cutting edges, comparatively joins the funnel neck, with a slot width that is smaller than the conductor cross section.

Electrical contact structure according to claim 6, characterized characterized in that at least those surface areas of the slot structure, that come into contact with the stripped conductor are designed to be electrically conductive are and are connected to the conductor track structure.

Electrical contact structure according to one of claims 1 to 7, characterized in that the electrically conductive surface areas Areas metallized on the receiving unit or by material removal Show exposed electrically conductive areas.

Electrical contact structure according to one of claims 1 to 8, characterized in that the electrical conductor is a round cable conductor is, preferably in the form of a plastic-insulated copper round cable is present.

Electrical contact structure according to one of claims 1 to 9, characterized in that the slot-like receiving structure is designed such that the electrical conductor in the inserted state exclusively by means of clamping forces is fixed within the receiving structure and with the electrical conductive surface areas comes into contact.

Method for producing an electrical contact structure according to one of the claims 1 to 10, characterized in that the support structure and the receiving structure one piece be made that the support structure and the receiving unit according to a predetermined metallization pattern for producing the conductor track structure and the electrically conductive surface areas be metallized or that by means of selective material removal on the support structure and the receiving unit according to a predetermined metallization pattern for producing the conductor track structure and the electrically conductive surface areas electrically conductive Layers of material are exposed.

A method according to claim 11, characterized in that the support structure and the receiving unit by means of an injection molding process made of thermoplastic Plastic are made.

A method according to claim 11 or 12, characterized in that the metallization of the support structure and / or the receiving unit by means of two-component injection molding, Laser structuring or selective metal deposition from gas or liquid phase will be produced.

Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that that as a two- or three-dimensional circuit carrier (MID) shaped support structure with an insulation displacement contact (IDC) trained recording unit for electrical contacting with a plastic-insulated round cable is trained.