DE4013620C1 - Flexible flat cable connector - has U=shaped connecting pins which can be bent into hollow cylindrical shape - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Flachleiterverbinder sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Flachleiterverbinder der hier in Rede stehenden Art werden in elektronischen und elektrischen Geräten häufig zur Verbindung der verschiedenartigsten elektronischen Teile verwendet, bei­ spielsweise zum Verbinden von gedruckten Schaltungen oder Schaltkarten.

Diese Flachleiterverbinder bestehen üblicherweise aus dem ei­ gentlichen Flachleiter, der an mindestens einem seiner Enden so ausgebildet ist, beispielsweise als eine Art Stecker, daß er auf übliche Weise mit dem damit zu verbindenden elektronischen Teil elektrisch leitend verbunden werden kann. Dies kann bei­ spielsweise durch Einstecken in eine geeignete Aufnahmevorrich­ tung oder durch Herstellen einer Lötverbindung bewerkstelligt werden.

Diese Flachleiter weisen im allgemeinen mehrere in etwa paral­ lele, voneinander beabstandete elektrische Leiter auf, bei denen es sich zweckmäßigerweise um flache Leiterbahnen handelt, die auf geeignete Weise voneinander elektrisch isoliert sind.

Ein derartiger Flachleiter bzw. ein entsprechendes Leiterbahn­ muster sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung ist aus der deutschen Patentschrift DE 27 27 641 C2 bekannt. Dieses be­ kannte Leiterbahnenmuster, das insbesondere zur Verwendung als flexibles Verbindungskabel dient, ist mit mehreren mit Zwischenraum zueinander angeordneten Leitern ausgestattet, die jeweils zumindest einen biegsamen Bereich geringerer Dicke und daran sich anschließend jeweils einen dickeren und relativ starren Bereich aufweisen, wobei das Leiterbahnenmuster im biegsamen Bereich mit einem die Leiter in Abstand haltenden Isoliermaterial versehen ist.

Das Leiterbahnenmuster besteht dabei aus einem entsprechend den Zwischenräumen zwischen den Leitern konturierten, einstückigen Metallblech, das die einzelnen Leiter an ihren starren Endtei­ len durch zumindest einen, später abtrennbaren Randbereich un­ tereinander verbindet.

Zur Herstellung dieses bekannten Leiterbahnmusters wird das Me­ tallblech mit einer für den starren Bereich des Leiterbahnmu­ sters erforderlichen Dicke an den dem biegsamen Bereich des Leiterbahnmusters entsprechenden Teilen in der Dicke bis zur Biegsamkeit reduziert. Außerdem werden auf dem Metallblech Aus­ nehmungen zur elektrischen Trennung der einzelnen Leiter unter Belassung von verbindenden Randbereichen vorgenommen. Dieses bekannte Leiterbahnmuster wird zumindest im flexiblen Bereich mit dem Isoliermaterial versehen.

Die freien Enden bzw. Anschlußenden dieses bekannten Leiter­ bahnmusters sind im übrigen flach ausgestaltet.

Nachteilig an diesem bekannten Leiterbahnmuster ist unter an­ derem, daß die Länge des Leiterbahnmusters durch die Ausmaße des für dessen Herstellung eingesetzten Metallblechs festgelegt ist.

Bei diesem bekannten Leiterbahnmuster und auch bei anderen be­ kannten Flachleiterverbindern kann das elektrisch isolierende Material aus zwei dünnen Papier- oder Kunststoffschichten bzw. -Folien bestehen, zwischen denen die flachen elektrischen Lei­ terbahnen im Abstand voneinander eingelegt sind.

Ein derartiger Sandwichaufbau, bei dem die Ebene der Leiterbah­ nen koplanar ist mit den weiteren, dieses Sandwich bildenden Schichten, ist beispielsweise in der US-PS 36 01 755 beschrie­ ben. Die flachen Leiterbahnen gehen an ihren Enden in zylindrische Stifte über. Lediglich diese Stifte sind nicht von dem elektrisch isolierenden Material umgeben oder liegen nicht zwischen zwei elektrisch isolierenden Schichten, so daß über sie der elektrische Kontakt mit dem damit zu verbindenden elektronischen Teil hergestellt werden kann.

Dieser bekannte Flachleiterverbinder kann dadurch hergestellt werden, daß man einen Draht im mittleren Bereich zwischen den beiden freien Enden mit Hilfe einer Presse oder durch Rolldruck zu einem flachen Band verformt. Lediglich die beiden Enden, die mit dem Flachband einstückig sind, behalten ihre ursprüngliche zylindrische Form.

Mehrere derartiger Leiter werden dann parallel zueinander und voneinander beabstandet zwischen zwei den flachen Bereich ab­ deckenden Schichten aus einem isolierenden Kunststoffmaterial unter Bildung einer Sandwichstruktur eingelegt. Es wird so ein flexibler Flachleiterverbinder erhalten.

Auch dieser bekannte Flachleiterverbinder ist mit dem Nachteil behaftet, daß er nur in einer vorher bestimmten Länge herge­ stellt werden kann. Mit anderen Worten, durch Ablängen des ei­ gentlichen elektrischen Leiters wird auch die Länge des fertig­ gestellten Flachleiterverbinders festgelegt.

Zudem verformen sich die eigentlichen Leiter beim Flachpressen bzw. -walzen, so daß der Herstellungsvorgang verkompliziert wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Flach­ leiter und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen, wobei der Flachleiterverbinder in jeder gewünschten Länge her­ stellbar ist und wobei die Länge des Flachleiterverbinders nicht bereits bei der Herstellung des Flachleiters endgültig festgelegt wird.

Gelöst wird diese Aufgabe unter anderem durch die Lehre des An­ spruchs 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Flachleiterverbinder sind die flachen elektrischen Leiterbahnen ebenso wie bei den bisher bekannten Flachleiterverbindern einstückig mit den Stiften an deren freien Enden. Diese Leiterbahnen bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise Kupfer.

Beim erfindungsgemäßen Flachleiterverbinder sind jedoch die Stifte durch Rundbiegen der freien Enden der flachen Leiterbah­ nen gebildet worden und sind daher in etwa hohlzylindrisch aus­ gebildet. Mit anderen Worten, das freie Ende der Leiterbahn, das eine Art Streifen darstellt, ist zu einem Röhrchen umgebo­ gen worden.

Nach dem Rundbiegen der flachen Leiterbahnen liegen die seitli­ chen Kanten dieser freien Enden der flachen Leiterbahnen zweck­ mäßigerweise auf Stoß aneinander. Natürlich ist es auch mög­ lich, daß sich die seitlichen Kantenbereiche nach dem Rundbie­ gen mehr oder weniger stark überlappen.

Ein wesentlicher Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist es, nicht von einem üblichen elektrischen Leiter mit kreisför­ migem Querschnitt auszugehen und diesen Leiter im Bereich zwi­ schen den beiden Enden und somit den Stiften flachzuwalzen.

Erfindungsgemäß wird vielmehr von einer bereits flachen Leiter­ bahn ausgegangen, die dann an ihrem Ende zu einem Stift ver­ formt wird, der die gleiche Funktion übernimmt, wie die Stifte der bisher bekannten Flachleiterverbinder.

Dadurch ist es möglich, bei der Herstellung des Flachleiters nicht bereits die Länge des Flachleiterverbinders festlegen zu müssen.

So kann der Flachleiter als "quasi" Endlosflachleiter herge­ stellt werden und beispielseise im aufgerollten Zustand gela­ gert und transportiert werden. Zur Herstellung des Flachleiter­ verbinders wird ein Stück geeigneter Länge auf an sich bekannte Weise abgetrennt. Im Anschluß daran werden die Leiterbahnen auf einer Seite oder auf beiden Seiten des abgelängten Flachleiters vom elektrisch isolierenden Material befreit bzw. abisoliert.

Zum Umformen der nunmehr freien, eine Art Streifen bildenden Enden der Leiterbahnen in etwa zylinderförmige Stifte biegt man die freiliegenden Enden der flachen Leiterbahnen so, daß sie etwa U-förmig werden, wobei die Basis des U′s zweckmäßigerweise kreissegmentförmig ist. Man erhält dabei eine U-förmige Rinne, deren Längsachse sich in etwa in Richtung der Mittellinie der flachen Leiterbahnen erstreckt.

Im Anschluß daran biegt man die Schenkel der U-förmigen Rinne zu einem Kreis, wobei eine Art Rohr bzw. ein Hohlzylinder ent­ steht. Man erhält so einen in etwa hohlzylinderförmigen Stift, der an seinem vom freien Ende abgewandten Ende unter "Aufrollen bzw. Aufklappen des Rohres" in die flache Leiterbahn übergeht.

Die Stifte des erfindungsgemäßen Flachleiterverbinders werden vorzugsweise und insbesondere bis zum isolierenden Material in ein Bad aus einem geschmolzenen Lot, insbesondere auf Zinn- oder Nickelbasis, eingetaucht. Auf diese Weise werden die Stifte einerseits mit einem entsprechenden Überzug versehen. Andererseits wird das flüssige Lot durch Kapillarkräfte in den die Stifte ausmachenden Hohlzylinder bzw. in das entsprechende Röhrchen hineingezogen und füllt den Innenraum aus. Das Lot kann dabei von dem freien offenen Ende und, falls die Stifte tief genug eingetaucht werden, auch von dem anderen Ende, an dem sich der Hohlzylinder zur flachen Leiterbahn aufweitet, in den Innenraum gelangen.

Durch die Ausfüllung des Innenraums der Stifte mit dem Lot wird deren mechanische Festigkeit verstärkt.

Der erfindungsgemäße Flachleiterverbinder ist im Übergangsbe­ reich zwischen den flachen Leiterbahnen und den Steckern vor­ zugsweise mit einem Kunststoffmaterial umspritzt. Auf diese Weise kann ein die Steckerstifte haltender Steckerkörper herge­ stellt werden, der über eine hohe mechanische Festigkeit ver­ fügt. Die Leiterbahnen können übrigens in dem genannten Über­ gangsbereich insbesondere rechtwinkelig abgewinkelt werden, so daß eine Art Winkelstecker erhalten wird.

Das elektrisch isolierende Material bzw. die Schichten, zwi­ schen denen die flachen Leiterbahnen sandwichartig eingelegt sind, sind zweckmäßigerweise mehr oder weniger transparent.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der bevorzugte Ausfüh­ rungsformen zeigenden Figuren näher erläutert. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 in schematischer Weise eine vergrößerte Dar­ stellung, teilweise aufgebrochen, eine Auf­ sicht auf einen erfindungsgemäßen Flachleiter­ verbinder,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines freien En­ des einer Leiterbahn, nachdem dieses freie Ende durch Rundbiegen eine U-Form erhalten hat, in stark vergrößerter Darstellung.

Fig. 3 das in der Fig. 2 gezeigte freie Ende einer Leiterbahn nach dem Verformen zu einem hohlzy­ lindrischen Stift,

Fig. 4 eine perspektivische, vergrößerte Ansicht ei­ nes Endbereichs eines erfindungsgemäßen Flach­ leiterverbinders, der zur Herstellung eines Steckerkörpers mit einem Kunststoffmaterial umspritzt ist,

Fig. 5 eine Aufsicht in vergrößerter Darstellung auf einen erfindungsgemäßen Flachleiterverbinder, der an beiden Enden als Flachstecker ausgebil­ det ist, und

Fig. 6 in perspektivischer Ansicht einen Ausschnitt von einem erfindungsgemäßen Flachleiterverbin­ der mit Winkelstecker.

Der in der Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Flachleiterverbin­ der 1 besitzt insgesamt sieben elektrische Leiterbahnen 2 aus Kupfer, die zwischen zwei transparenten Kunststoffolien 3 unter Bildung einer Sandwichstruktur eingelegt sind. Die Leiterbahnen 2 sind dabei parallel zueinander sowie seitlich voneinander be­ abstandet angeordnet. Die beiden Kunststoffolien 3 können auf beliebige Weise miteinander verbunden sein, beispielsweise durch Kleben. Es ist auch möglich, die Leiterbahnen bei der Herstellung der Kunststoffolien einzulaminieren.

Die Leiterbahnen 2 ragen beidseitig über die Kunststoffolien 3 hinaus und sind an diesen freiliegenden Enden 4 zu hohlzylindrischen Stiften 5 verformt.

Zur Herstellung dieser Stifte 5 werden die freien Enden 4 der Leiterbahnen 2, die man auch als Streifen bezeichnen kann, durch Rundbiegen derart verformt, daß sie die in der Fig. 2 ge­ zeigte U-förmige Rinne bilden, wobei die Basis 6 der U-Form in etwa kreisringsegmentförmig ist. Die sich an diese Basis 6 beidseitig anschließenden Schenkel 10 der gebildeten U-förmigen Rinne erstrecken sich in etwa senkrecht zur Ebene der Leiterbahn 2.

In einem zweiten Arbeitsschritt werden dann die Schenkel 7 zu einem Rohr umgebogen, so daß hohlzylindrische Stifte 5 gebildet werden, wie sie in der Fig. 3 gezeigt sind. Im Übergangsbereich 7 (man vergleiche Fig. 2) von der hohlzylindrischen Form zu den flachen Leiterbahnen klappt der Hohlzylinder bzw. das Rohr quasi auf und geht in die flache Leiterbahn 2 über.

Gewünschtenfalls kann man den erfindungsgemäßen Flachleiterver­ binder in diesem Übergangsbereich 7 unter Bildung eines, wie beispielsweise in der Fig. 4 gezeigten Steckerkörpers 8, mit einem Kunststoffmaterial umspritzen.

Vor oder nach dem Umspritzen mit dem Kunststoffmaterial kann man die Stifte 5 in ein geschmolzenes Bad aus einem Lot, bei­ spielsweise auf Zinn- oder Nickelbasis, eintauchen. Dabei wer­ den einerseits die Stifte 5 mit einem Überzug ausgestattet. An­ dererseits dringt das Lot in den Hohlraum in den hohlzylindri­ schen Stiften 5 ein. Das Lot kann auch die Vertiefung 9 im Übergangsbereich 7 (man vergleiche Fig. 3) ausfüllen, sofern die Stifte 5 tief genug in das geschmolzene Lot eingetaucht werden.

Ein fertiger erfindungsgemäßer Flachleiterverbinder, der im Übergangsbereich 7 und auch in den sich daran anschließenden Bereichen der freien Leiterbahnen 2 und der Stifte 5 mit einem Kunststoffmaterial unter Bildung von Steckerkörpern 8 umspritzt ist, ist in der Fig. 5 gezeigt. Die Steckerkörper 8 stellen da­ bei Flachstecker dar.

Eine weitere Ausführungsform ist in der Fig. 6 gezeigt. Bei dem dort dargestellten Steckerkörper 8 handelt es sich um einen Winkelstecker.

Zum Verformen der freien Enden 4 der flachen Leiterbahnen 2 zur Herstellung der Stifte 5 geht man zweckmäßigerweise so vor, daß man die Verformungsschritte für alle Stifte 5 eines erfindungs­ gemäßen Flachleiterverbinders gleichzeitig durchführt, bei­ spielswseise durch Formstauchen mit einem geeigneten Werkzeug.

Claims (8)

1. Flachleiterverbinder mit mehreren in etwa parallelen und koplanaren, von einem elektrisch isolierenden Material umgebenen, flachen elektrischen Leiterbahnen, die an mindestens einem ihrer Enden freiliegen und als in etwa zylinderförmige Stifte ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (5) in etwa die Form eines Hohlzylinders haben und durch Rundbiegen der freiliegenden Enden (4) der flachen Leiterbahnen (2) gebildet worden sind.

2. Flachleiterverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (5), insbesondere einschließlich des Übergangsbereiches (7) zu den flachen Leiterbahnen (2) mit einem Überzug aus einem Lot, insbesondere auf Zinn- oder Nickelbasis, versehen sind und daß der Innenraum der Hohlzylinder der Sifte (5) mit diesem Lot gefüllt ist.

3. Flachleiterverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen Leiterbahnen (2) im Übergangsbereich (7) zu den Stiften (5) unter Bildung eines Steckerkörpers (8) mit einem Kunststoffmaterial umspritzt sind.

4. Flachleiterverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen Leiterbahnen (2) im Übergangsbereich (7) zu den Stiften (5) gleichsinnig um etwa 90° abgewinkelt sind.

5. Verfahren zur Herstellung eines Flachleiterverbinders nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß man ein Flachleiterband in der gewünschten Länge ablängt,
die Enden der Leiterbahnen auf mindestens einer Seite abisoliert,
die freiliegenden Enden der flachen Leiterbahnen zu einer Rinne mit im wesentlichen U-förmigen Querschnitt biegt und
dann die U-förmige Rinne zu hohlzylindrischen Stiften verformt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Basis des U′s in etwa kreisringsegmentförmig ausbildet.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Stifte, insbesondere bis zum isolierenden Material, in ein Bad aus einem geschmolzenen Lot, insbesondere auf Zinn- oder Nickelbasis, taucht.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man alle flachen Leiterbahnen im Übergangsbereich zu den Stiften, nachdem man sie gegebenenfalls abgewinkelt hat, zur Herstellung eines alle Leiterbahnen halternden Steckers mit einem Kunststoffmaterial umspritzt.