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KR102606536B1 - 전기 하니스 조립체 - Google Patents

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KR102606536B1
KR102606536B1 KR1020197033256A KR20197033256A KR102606536B1 KR 102606536 B1 KR102606536 B1 KR 102606536B1 KR 1020197033256 A KR1020197033256 A KR 1020197033256A KR 20197033256 A KR20197033256 A KR 20197033256A KR 102606536 B1 KR102606536 B1 KR 102606536B1
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electrical harness
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케빈 마이클 코클리
말콤 브라운
호세 후아레즈
돈가오 양
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셀링크 코포레이션
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Abstract

제공되는 것은 전기 하니스 조립체(electrical harness assembley) 및 그러한 하니스 조립체를 형성하는 방법이다. 하니스 조립체는 폭두께 비율이 적어도 2인 전도체 리드를 포함하는 전도체 트레이스를 포함한다. 이 비율은 더 낮은 두께 윤곽을 제공하며 하니스로부터 주변에 열 전달을 높인다. 일부 실시예에서, 전도체 트레이스는 얇은 금속판으로부터 만들어진다. 같은 판은 하니스의 다른 부재들을 만들기 위해 사용된다. 전도체 트레이스는 전도체 리드와 한 덩어리인 결합단을 포함한다. 결합단이 하니스 조립체의 커넥터에 직접 기계적으로 및 전기적으로 결합되어야 하는 것을 고려하여, 결합단의 폭두께 비율은 전도체 트레이스의 그것보다 더 적다. 결합단은 1에 근접하는 그의 폭두께 비율을 줄이기 위해 접히고, 형상화되고, 슬릿-재배열되는 등이 된다.

Description

전기 하니스 조립체
관련된 출원에 대한 크로스- 레퍼런스
본 발명은 전체적으로 모든 목적을 위해 레퍼런스로 합체되는 것으로, 발명의 명칭:“전기 하니스용 가요성 배선”으로, 2018년 01월 12일자 출원된 미국 가특허출원 번호 62/616,567(사건번호 CLNKP010P3US), 발명의 명칭:“전기 하니스용 가요성 배선”으로, 2017년 04월 14일자 출원된 미국 가특허출원 번호 62/485,544(사건번호 CLNKP010P2US)의 35 U.S.C.§119(e)에 의한 우선권 이익을 청구한다.
전력 및 제어신호는 일반적으로 하니스에 함께 묶여진 다수의 와이어를 이용하여 차량 또는 어느 다른 기계 또는 시스템의 개별 부재에 보내진다. 전통적인 하니스에서, 각각의 와이어는 둥근 단면 윤곽을 가지며 절연 슬리브에 의해 개별적으로 둘러쌓인다. 각 와이어의 단면 크기는 소재 및 이 와이어에 의해 보내지는 전류에 기초하여 선택된다. 더욱이, 저항 가열 및 열 분산은 전통적인 하니스에서 더 큰 단면 크기를 요구하는 전력 배송 동안의 관심사이다. 결과적으로, 하니스는 제조하는데 오히려 크고, 무겁고, 또한 고가일 수 있다. 아직도 자동차, 항공우주 및 다른 산업은 더 작고, 더 가볍고, 또한 덜 비싼 부재를 얻으려고 애쓴다.
전력 배송 동안 저항 가열 및 열 분산 문제가 해소되며, 더 작고, 더 가볍고, 또한 덜 비싼 전기 하니스 조립체를 제공하는 데 있다.
제공되는 것은 전기 하니스 조립체(electrical harness assembley) 및 그러한 하니스 조립체를 형성하는 방법이다. 하니스 조립체는 폭두께 비율이 적어도 2인 전도체 리드를 포함하는 전도체 트레이스를 포함한다. 이 비율은 더 낮은 두께 윤곽을 제공하며 하니스로부터 주변에 열 전달을 높인다. 일부 실시예에서, 전도체 트레이스는 얇은 금속판으로부터 만들어진다. 같은 판은 하니스의 다른 부재들을 만들기 위해 사용된다. 전도체 트레이스는 전도체 리드와 한 덩어리인 결합단을 포함한다. 결합단이 하니스 조립체의 커넥터에 직접 기계적으로 및 전기적으로 결합되어야 하는 것을 고려하여, 결합단의 폭두께 비율은 전도체 트레이스의 그것보다 더 적다. 결합단은 1에 근접하는 그의 폭두께 비율을 줄이기 위해 접히고, 형상화되고, 슬릿-재배열되는 등이 된다.
일부 실시예에서, 전기 하니스 조립체는 커넥터와 제1 전도체 트레이스를 포함한다. 커넥터는 제1 접촉영역과 제1 결합부를 포함한다. 제1 전도체 트레이스는 제1 전도체 리드와 제1 결합단을 포함한다. 제1 전도체 트레이스의 제1 전도체 리드와 제1 결합단은 한덩어리이다. 제1 전도체 리드는 적어도 2의 폭두께 비율을 가진다. 제1 전도체 트레이스의 제1 결합단은 커넥터의 제1 결합부에 전기적으로 결합된다.
일부 실시예에서, 커넥터의 제1 결합부는 베이스와 하나 이상의 탭을 포함한다. 제1 전도체 트레이스의 제1 결합단은 베이스와 제1 결합부의 하나 이상의 탭 사이에 크림프(crimp)된다. 제1 전도체 트레이스의 제1 결합단은 탭을 이용하여 크림핑에 더하여 또는 대신에 베이스에 용접된다. 커넥터의 제1 결합부는 제1 판과 제1 판에 평행하며 공동을 형성하는 제2 판을 포함한다. 제1 결합부는 제1 판으로부터 제2 판 쪽으로 공동 안으로 돌출하는 바이어싱(biasing) 요소를 포함한다. 제1 전도체 트레이스의 제1 결합단은 공동 안으로 돌출하고 바이어싱 요소와 접촉한다.
일부 실시예에서, 제1 전도체 트레이스의 제1 결합단은 제1 전도체 리드의 폭두께 비율보다 더 적은 폭두께 비율을 가진다. 제1 결합단은 접히고 및/또는 재형상된다. 제1 결합단은 다수개의 가닥으로 잘리고, 여기에서 다수개의 가닥은 함께 다발지어진다.
일부 실시예에서, 전기 하니스 조립체는 제2 전도체 리드와 제2 결합단을 포함하는 제2 전도체 트레이스를 더 포함한다. 제2 전도체 리드와 제2 전도체 트레이스의 제2 결합단은 한덩어리이다. 제2 전도체 리드는 적어도 0.5의 폭두께 비율을 가진다. 제2 전도체 리드의 두게와 제1 전도체 리드의 두께는 거의 동일하다. 제2 전도체 리드와 제1 전도체 리드는 각각 서로 접촉하지 않는다.
일부 실시예에서, 제2 전도체 트레이스의 제2 결합단은 커넥터의 다수의 결합부에 전기적으로 결합된다. 커넥터는 다수의 결합부를 전기적으로 결합하는 하나 이상의 점퍼를 포함한다. 제2 전도체 리드는 제1 전도체 리드보다 더 넓다. 일부 실시예에서, 제1 결합단은 제1 전도체 트레이스를 접음에 의해 형성된 다층의 스택(stack)이다. 제1 결합단은 두개 층의 스택이다.
또한 제공되는 것은 자동차 도어와 전기 하니스 조립체를 포함하는 자동차 도어 어셈블리이다. 자동차 도어는 표면을 포함한다. 전기 하니스 조립체는 자동차 도어의 표면을 직접 잇는다. 전기 하니스 조립체는 자동차 도어의 표면에 부착된다. 전기 하니스 조립체는 전기 하니스 조립체의 면적의 적어도 50% 이상 자동차 도어의 표면에 등각이다. 전기 하니스 조립체는 전기 하니스 조립체와 자동차 도어의 표면 사이 영역의 적어도 50%를 따라 자동차 도어의 표면에 부착된다.
일부 실시예에서, 전기 하니스 조립체는 제1 절연체, 제1 전도체 트레이스, 및 제2 절연체를 포함한다. 제1 전도체 트레이스는 제1 절연체와 제2 절연체 사이에 배치된다. 제1 절연체는 제1 전도체 트레이스와 자동차 도어의 표면 사이에 배치된다. 제1 절연체는 열전도성 장착 접착제를 사용하여 자동차 도어의 표면에 부착된다. 열전도성 장착 접착제는 열전도성 감압성 접착제(P8A) 필름이다. 제1 절연체는 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 에틸 비닐 아세테이트(EVA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐 플루오라이드(PVF), 폴리아미드(PA), 솔더마스크(solder mask) 및 폴리비닐 부티랄(PVB)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 물질을 포함한다.
이들 및 다른 실시예들은 도면을 참조하여 아래에서 더 개시된다.
이 발명에 따른 전기 하니스 조립체에 의하면, 전력 배송 동안 저항 가열 및 열 분산 문제가 해소되며, 더 작고, 더 가볍고, 또한 덜 비싼 전기 하니스 조립체가 제공된다.
도1A 및 1B는 일부 실시예에 따라서 전기 커넥터 조립체를 도해 설명한다.
도2A-2C는 전도체 트레이스의 결합단 형성의 실시예를 도해 설명한다.
도3A-3C는 전도체 트레이스의 결합단 형성의 다른 실시예를 도해 설명한다.
도4A는 서로 접히고 쌓아지도록 준비된 서로 다른 부분들을 가지는 전기 하니스 조립체를 부분적으로 조립한 실시예를 도해 설명한다.
도4B는 도4A에 나타낸 전기 하니스 조립체의 일부분의 전개도를 도해 설명한다.
도5는 결합부의 공동에 배치된 바이어싱 요소를 이용하여 전도체 트레이스에 결합된 커넥터의 결합부의 실시예를 도해 설명한다.
도6은 일부 실시예에 따른, 전도체 트레이스의 개략적인 평면도이다.
도7A 및 7B는 일부 실시예에 따른, 도6에 나타낸 전도체 트레이스의 서로 다른 부분의 개략적인 단면도이다.
도8A-8C는 전도체 트레이스의 결합단 접기의 실시예를 도해 설명한다.
도9A-9C는 전도체 트레이스의 결합단 윤곽 만들기의 실시예를 도해 설명한다.
도10A-10C는 전도체 트레이스의 결합단의 개별적인 가닥들 자르기 및 다발짓기의 실시예를 도해 설명한다.
도11A는 일부 실시예에 따른, 그의 결합단을 접고 터미널을 부착하기 전의 전도체 트레이스의 개략적인 평면도이다.
도11B는 도11A에 나타낸 전도체 트레이스의 부착부의 도식적인 단면도를 도해 설명한다.
도11C는 일부 실시예에 따른, 그의 결합단을 접은 후에 도11A에 나타낸 전도체 트레이스의 개략적인 평면도이다.
도11D는 도11C에 나타낸 전도체 트레이스의 부착부의 도식적인 단면도를 도해 설명한다.
도11E는 일부 실시예에 따른, 터미널을 부착한 후 도11A 및 도11C에 나타낸 전도체 트레이스의 개략적인 평면도를 도해 설명한다.
도12A-12C는 일부 실시예에 따른, 그의 결합단을 접기 전의 전도체 트레이스의 서로 다른 실시예의 개략적인 평면도를 도해 설명한다.
도13A-13E는 일부 실시예에 따른, 그의 결합단을 접은 후 전도체 트레이스의 부착부의 개략적인 단면도를 도해 설명한다.
도14A는 일부 실시예에 따른, 그들의 결합단을 접고 재위치시키고 터미널을 부착하기 전의 네개의 전도체 트레이스의 개략적인 평면도를 도해 설명한다.
도14B는 일부 실시예에 따른, 그들의 결합단을 접고 재위치시키고 터미널을 부착한 후의 도14A에 나타낸 네개의 전도체 트레이스의 개략적인 평면도를 도해 설명한다.
도14C는 평면 밖에 위치되고 서로 다른 높이에서 커넥터의 터미널에 결합을 형성하는 전도체 트레이스의 개략적인 평면도를 도해 설명한다.
도14D 및 14E는 이들 전도체 트레이스를 터미널에 결합하기 전과 후 세개의 전도체 트레이스의 개략적인 평면도를 도해 설명한다.
도15A는 부분적으로 형성된 결합단을 구비한 전도체 트레이스의 개략적인 평면도를 도해 설명한다.
도15B는 이제 완전히 형성된 결합단을 구비한 도15A의 전도체 트레이스의 개략적인 평면도를 도해 설명한다.
도16A는 절연체와 절연체에 부착되고 절연체에 의해 지지된 다수의 전도체 리드를 포함하는 하니스 조립체의 개략적인 평면도를 도해 설명한다.
도16B는 절연체를 네개의 절연체 스트립(strip)으로 나누는 세개의 절연체 오프닝을 포함하는 절연체의 개략적인 평면도를 도해 설명한다.
도16C는 평면 내에서 다른 끝단에 대해 90˚ 회전된 하나의 끝단을 구비한 도16B에 나타낸 절연체의 도식적인 평면도를 도해 설명한다.
도16E 및 16F는 서로 다른 위치에서 도16C에 나타낸 절연체의 절연체 스트립의 도식적인 평면도를 도해 설명한다.
도17은 일부 실시예에 따라서 연결회로를 형성하는 방법에 대응하는 흐름도이다.
도18A-18C는 하니스 조립체의 서로 다른 전도체 트레이스를 서로 연결하는 점퍼를 갖거나 없는 커넥터 조립체를 구비한 전기 하니스 조립체의 도식적인 평면도를 도해 설명한다.
도18D는 하니스 조립체의 서로 다른 전도체 트레이스를 서로 연결하는 다수의 점퍼에 배열을 나타내는 도18C에 나타낸 커넥터 조립체의 도식적인 단면도를 도해 설명한다.
도19A는 일부 실시예에 따라서, 자동차 도어에 의해 기계적으로 지지되고 자동차 도어에 열적으로 결합된 전기 하니스 조립체를 포함하는 자동차 도어를 도해 설명한다.
도19B 및 19C는 도어의 표면에 대략 등각인 전기 하니스 조립체를 도해 설명한다.
도20은 전기 하니스 조립체의 편평한 와이어와 자동차 도어 사이의 다양한 열 전달 양상을 도해 설명한다.
도21A 및 21B는 두개의 전도체 리드 사이의 간극의 폭을 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다.
도22A 및 22B는 베이스 보조층과 표면 보조층의 두개의 예를 나타내는 전도체 트레이스의 개략적인 단면도이다.
도22C는 베이스 보조층과 전기적 절연 코팅을 나타내는 전도체 트레이스의 개략적인 단면도이다.
도23은 같은 운반 필름 상에 지지된 두개의 하니스의 예를 도해 설명한다.
다음 개시에서, 제시된 개념들의 완전한 이해를 제공하기 위하여 수많은 특유한 세부들이 설명된다. 제시된 개념들은 이들 특유한 세부들의 일부 또는 전부 없이 실행된다. 다른 경우에, 잘 알려진 공정 과정은 개시된 개념들을 불필요하게 불명료하게 하지 않기 위해서 자세하게 개시되지 않았다. 일부 개념이 특유한 실시예와 함께 개시되는 동안, 이들 실시예는 한정하려고 의도하지는 않는다는 것을 이해할 것이다.
소개
전기 하니스는 차량, 기구, 전자제품 등과 같은 다양한 분야에서 전력 및/또는 신호를 전달하기 위해 사용되고 있다. 전통적인 하니스는 폴리머 껍질에 의해 절연된 둥근 전도성 리드(즉, 고체 둥그런 와이어 또는 둥근 와이어의 가닥진 다발)로부터 형성된 둥근 와이어를 사용한다. 이들 둥근 와이어는 가끔 하니스 안으로 함게 다발지어진다. 불행히도, 이들 다발은 좁은 공간을 통하여 공급되기는 어렵다. 더욱이, 둥근 와이어는 편평한 구조 주위와 낮은 열결합을 가지며 그러므로 그들의 작동 동안 매우 적은 열분산을 경험한다. 결과로서, 더 큰 게이지 와이어가 값비싼 저항(joule) 가열을 피하기 위해 그러한 하니스에 가끔 사용된다. 이 와이어 대형화는 차례 차례 하니스의 크기, 중량 및 원가에 더해지며, 이들 모두는 바람직하지 않다.
제공된 것은 둥근 단면을 가지는 와이어 보다는, 편평한 전도체 트레이스를 사용하여 형성된 하니스이다. 이들 전도체 트레이스들은 예들 들면 포일판으로부터 형성된다. 일부 실시예에서, 같은 하니스의 모든 트레이스는 같은 포일판으로부터 형성되며, 그리하여 하니스의 생산을 단순화하며, 판의 한덩어리 본질로 인해 트레이스 사이에 튼튼한 전기적 결합을 허용한다. 이들 실시예에서, 형성된 트레이스들은 공면의 방위를 가지며 또는, 더 일반적으로는, 트레이스들은 하니스의 일부 단면에서 일차원적 배열로서 배치된다. 편평한 전도체 트레이스들과 그들의 배치의 조합은 주변 구조에 열적 결합이 가능할 뿐 아니라 얇고 가요성인 하니스를 형성하는 것을 허용한다. 하니스의 두께는 사용된다면 전도체 트레이스들, 하나 또는 두개의 절연체, 및 하나 이상의 접착층의 두께의 결합이다. 얇은 하니스 또는 더욱 명확하게는 얇고 가요성의 하니스는 다발지어진 전통적인 하니스에는 적합하지 않은 좁은 공간을 통하여 공급될 수 있다.
전도체 트레이스의 작은 전체 두께 및 공면의 방위 때문에, 하니스는 적어도 하니스의 평면에 직교인 방향에서 매우 가요성이 있을 수 있다. 가요성은 다발지어진 와이어에 의해 형성된 하니스의 그것에 비해 매우 더 크다. 이 가요성은 하니스를 많은 형태학적 다양성을 가진 자동차 도어의 내부 표면과 같은, 다양한 평면의 및 비-평면의 표면에 조화되게 한다. 예를 들면, 전기 하니스 조립체는 전기 하니스 조립체 면적의 적어도 50% 이상, 또는 더욱 명확하게는, 면적의 적어도 75% 또는 면적의 적어도 90% 까지 자동차 도어의 표면에 등각이다.
마지막으로, 얇은 가요성 하니스의 일치성 및 작은 두께는 하니스에서 개별적인 전도체 트레이스의 실질적인 냉각을 고려한다. 결과적으로, 더 작은 단면적을 가지는 전도체 트레이스는 전통적인 하니스에서보다 제안된 하니스에서 사용될 수 있다. 이 열적 결합 및 작은 와이어 단면은, 차례 차례 하니스의 더 작은 중량, 크기 및 원가를 이끈다.
편평한 전도체 트레이스에 결합을 형성하기
하니스에서 편평한 전도체 트레이스들을 사용하여 해볼만한 하나의 과제는 그러한 트레이스들과 커넥터들 및 다른 트레이스들/와이어들과 같은, 서로 다른 치수, 또는 더욱 명확하게는 더 작은 폭두께 비율을 가지는 다른 부재들과의 사이에 전기적 결합을 형성하는 것이다. 예를 들면, 와이어 하니스용 커넥터는 정사각형 또는 원형이거나 또는 더욱 명확하게는 필적하는 폭과 두께를 가지는(즉, 약 1 또는 0.5와 2 사이의 폭두께 비율을 가지는) 접촉 영역을 사용한다. 한편, 제안된 가요성 회로에서 전도체 트레이스는 적어도 약 2 또는 적어도 약 5 또는 적어도 약 10 까지의 폭두께 비율을 가진다. 그러한 전도체 트레이스들은 둥그런 와이어와 구별하도록 편평한 전도체 트레이스 또는 편평한 와이어로 간주된다. 다양한 접근들이 편평한 전도체 트레이스들에 전기적 결합을 형성하기 위해 여기에 개시된다.
도1A 및 도1B는 일부 실시예에 따라 전기 커넥터 조립체(90)를 도해 설명한다. 전기 커넥터 조립체(90)는 아래에서 더 기술된 전기 하니스 조립체(100)의 일 부분이다. 전기 커넥터 조립체(90)는 커넥터(110) 및 전도체 트레이스(140a)를 포함하며, 전도체 트레이스(140a)는 또한 만약 있다면 같은 하니스의 다른 전도체 트레이스들로부터 구별하기 위해 제1 전도체 트레이스(140a)라고 참조된다. 단순화를 위해, 이들 도면에서는 오직 하나의 전도체 트레이스만을 나타낸다. 그러나, 통상의 기술자는 이 실시예 및 다른 실시예들은 몇 개의 전도체 트레이스를 가지는 하니스 및 커넥터 조립체들에 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
커넥터(110)는 제1 접촉영역(120a) 및 제1 결합부(130a)를 포함한다. 제1 접촉영역(120a)은 커넥터 조립체(90)로 형성된 외부 결합을 만드는데 사용되며 또한 핀, 소켓, 탭 등과 같은 형태로 된다. 제1 접촉영역(120a) 및 제1 결합부(130a)는 같은 재질(즉, 구리, 알루미늄 등과 같은)로 만들어진다. 일부 실시예에서 제1접촉영역(120a) 및 제1 결합부(130a)는 한덩어리이다. 예를 들면, 제1 접촉영역(120a) 및 제1 결합부(130a)는 같은 금속 스트립으로 만들어진다.
제1 전도체 트레이스(140a)는 제1 전도체 리드(150a) 및 제1 결합단(160a)을 포함한다. 제1 결합단(160a)은 전기적으로 커넥터(110)의 제1 결합부(130a)에 결합되어 있다. 특히, 제1 결합단(160a) 및 제1 결합부(130a)는 커넥터(110)의 하우징 내에서 서로 직접적으로 접촉하고 부분적으로 겹친다.
일부 실시에에서, 각각의 커넥터는 다른 전도체 트레이스에 결합된다. 달리하여, 다수의 커넥터가 같은 전도체 트레이스에 결합된다. 더욱이, 단일 커넥터가 다수의 전도체 트레이스에 결합된다. 마지막으로, 다수의 커넥터는 이들 커넥터와 트레이스들의 모두가 전기적으로 서로 연결되도록 다수의 전도체 트레이스에 결합된다.
제1 전도체 리드(150a)는 커넥터(110)로부터, 즉 다른 커넥터에로 뻗어 나가거나 또는 커넥터 조립체(90) 내에서 다른 전기적 접속을 형성한다. 제1 전도체 리드(150a)의 길이는 적어도 약 100 밀리미터, 적어도 약 500 밀리미터, 또는 심지어 적어도 약 3000 밀리미터 까지이다. 제1 전도체 리드(150a)는 예를 들면 도 20에서 개략적으로 나타낸 바와 같이, 제1 절연체(142) 및 제2 절연체(144)를 사용하여 일면 또는 양면이 절연된다. 일부 실시예에서, 제1 절연체(142) 및 제2 절연체(144)는 제1 결합단(160a)으로 뻗어 나가지 않는다. 달리하여, 제1 절연체(142) 및 제2 절연체(144)의 하나는 여전히 제1 결합단(160a)의 다른 면을 노출시키고 이 면을 제1 결합부(130a)에 직접 결합하도록 허용하는 동안, 제1 결합부(130a)와 부분적으로 겹친다. 일부 실시예에서, 제1 결합부(130a)에의 전기적 접속은 제1 절연체(142) 및 제2 절연체(144)의 하나 내의 구멍을 통하여 이루어진다. 이들 실시예에서, 제1 절연체(142)와 제2 절연체(144)는 제1 결합부(130a)와 부분적으로 겹친다. 다른 실시예에서, 제1 결합단(160a)에의 외부 절연은 커넥터(110)에 의하여 또는 포탄트(pottant)나 제1 결합단(160a)을 캡슐로 둘러싸는 것에 의하여 제공된다.
도1A 및 1B에 나타낸 바와 같이, 제1 전도체 리드(150a)과 제1 결합단(160a)은 양쪽 모두 같은 두께를 가진다(즉, 같은 금속판으로 만들어짐). 제1 결합단(160a)은 폭두께 비율로 적어도 0.5 또는 더욱 명확하게는 적어도 약 2 또는 적어도 약 5 또는 약 10 까지를 가진다. 제1 전도체 리드(150a)의 폭두께 비율은 같거나 또는 다르다.
일부 실시예에서, 커넥터(110)의 제1 결합부(130a)는 베이스(132) 및 하나 이상의 탭(134)을 포함한다. 특히, 도1B는 베이스(132)로부터 연장된 네 개의 탭(134)을 도해로 설명한다(베이스(132)의 각 면으로부터 두 개). 그러나, 어떠한 갯수의 탭이 사용될 수 있다. 제1 전도체 트레이스(140a)의 제1 결합단(160a)은 베이스(132)와 탭(134) 사이에서 크림프(crimp)된다. 크림프는 결합부(130a)와 제1 결합단(160a) 사이에서 전기적 접속 및 기계적 결합을 제공한다. 기계적 결합은 전기적 접속이 전기 하니스 조립체(100)가 작동하는 동안 유지되는 것을 보장하도록 돕는다. 예를 들면, 제1 결합부(130a)와 제1 결합단(160a) 사이의 결합은 기계적 응력, 소재의 휨(즉, 한쪽 또는 양쪽 소재가 알루미늄으로 되는 때), 등을 받기 쉽다. 더욱이, 기계적 결합은 커넥터(110)에 의해 제1 전도체 트레이스(140a)의 제1 결합단(160a)을 지지하기 위해 사용된다.
일부 실시예에서, 제1 전도체 트레이스(140a)의 제1 결합단(160a)은 예를 들면, 도1A 및 도1B에서 위치(133)에 도식적으로 나타낸 바와 같이, 베이스(132)에 용접되거나 또는 달리 결합된다. 이 결합은 다양한 수단, 초음파 용접, 레이저 용접, 저항 용접, 놋쇠 땜질, 또는 납땜을 포함하지만 제한하지는 않는, 을 이용하여 달성된다. 이 결합은 저-저항, 제1 결합단(160a)과 결합 베이스(132)사이의 안정된 전기적 접속을 형성하는데 도움을 주며, 커넥터(110)와 제1 전도체 트레이스(140a) 사이의 직접 접속에 의해 제공되는 전기적 접속과 구별하기 위해 첫째 전기적 접속으로 간주된다. 이 첫째 전기적 접속은 제1 결합단(160a)과 결합 베이스(132)의 소재의 혼합을 포함하며 또한 각각의 위치(133)에서 국부 한덩어리 구조를 형성한다. 그러므로, 만약 제1 결합단(160a)과 결합 베이스(132)의 표면 조건에서 나중에 표면 산화 또는 다른 변화가 일어나면, 이들 변화는 제1 결합단(160a)과 결합 베이스(132) 사이의 이 첫째 전기적 접속에 강한 충격을 주지 않는다.
일부 실시예에서, 예를 들어 각각의 전도체 트레이스(140)가 그러한 접속을 형성하기 위해 충분한 두께가 아닌 경우에는, 다수의 전도체 트레이스(140)는 서로 쌓아 올려지며 또한 이 쌓아올려진 스택은 커넥터(110)의 결합부(130)에 결합된다. 도2A-2B에서, 제1 전도체 트레이스(140a)와 제2 전도체 트레이스(140b)는 스택(151)을 형성하도록 접어 포개진다. 커넥터(110)는 그 뒤에 도2C에 나타낸 바와 같이 스택(151)에 결합된다. 도3A-3C는 다른 접어 포갬 패턴을 나타내며, 이것은 역시 제1 전도체 트레이스(140a)와 제2 전도체 트레이스(140b)로 귀착된다. 이들 예(도2A-3C)는 두개의 전도체 트레이스에 의해 쌓아올린 형태를 나타내는 반면, 통상의 기술자는 어느 갯수의 전도체 트레이스도 접어 포개기 또는 다른 수단에 의해 서로 쌓아올려질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 더욱이, 도2A-2B 및 도3A-3C는 커넥터(110)로부터 떨어져서 서로 결합되어 있는 제1 전도체 트레이스(140a)와 제2 전도체 트레이스(140b)를 도해로 설명하고 있다. 달리하여, 제1 전도체 트레이스(140a)와 제2 전도체 트레이스(140b)는 커넥터(110)로부터 떨어져서 완전히 분리되며 단지 커넥터(110)에서 전기적 접속을 형성한다. 더욱이, 일부 실시예에서 제1 전도체 트레이스(140a)와 제2 전도체 트레이스(140b)는 서로 각각으로부터 전기적으로 절연된 대로이며 또한 도14A-14C를 참조하여 아래에서 더 기술하는 바와 같이, 커넥터의 다른 열들 또는 모두 다른 커넥터들에 결합된다.
도4A는 단지 부분적으로 조립되고 그의 전도체 트레이스들에 부착된 커넥터를 갖지 않은 전기 하니스 조립체(100)의 예를 도해로 설명한다. 전기 하니스 조립체(100)는 커넥터의 부착에 사용되는 다른 부분들(101a-101d)을 포함한다. 이 부착에 앞서, 다른 부분들(101a-101d)의 다양한 조합들이 도2A-2B 및 도3A-3C를 참조하여 위에서 개시한 것과 유사한 방법으로 함께 쌓아 올려진다. 예를 들면, 부분(101a)은 부분(101a)(도4B에 나타낸)의 다수의 전도체 트레이스(140a-140c)가 부분(101b)의 대응하는 전도체 트레이스와 부분적으로 겹치는 것과 같이 부분(101b)과 쌓아 올려진다. 유사한 방식으로, 부분(101c)은 그들의 대응하는 전도체 트레이스들이 부분적으로 겹치는 것과 같이 부분(101d)과 언제든지 쌓아 올려지게 되어 있다. 예를 들면, 부분(101a)과 부분(101b)은 서로를 향하여 접어 포개지며 둘 이상의 전도체 트레이스 열에의 접속을 받아 들이거나 만들 수 있는 단일 커넥터 안으로 삽입된다. 후자의 보기에서, 우연히 커넥터 가까이의 부분(101b)과의 접촉으로부터 부분(101a)의 전도체 트레이스를 보호하기 위해서, 두개의 부분(101a)과 부분(101b) 사이에 절연층이 위치될 수 있다. 달리하여, 부분들(101a-101d) 또는 유사한 부분들은 절연층, 또한 베이스층으로 간주되는, 이 각각의 접어 포개짐 끝단에서 전도체 트레이스들 내로 쌓아 올려지는 것과 같은 방법으로 접어 포개진다. 달리 말하면, 전도체 트레이스들은 쌓아 올려진 때라도 전기적으로 절연된 대로 있다.
도해 전기 커넥터 조립체(90)의 일 예를 도해 설명하는 도5를 참조하면, 커넥터(110)의 제1 결합부(130a)는 제1 판(135)과 제1 판(135)에 평행한 제2 판(137)과 형성 공동(136)을 포함한다. 제1 결합부(130a)는 제1 판(135)으로부터 제2 판(137)으로 공동(136) 안으로 돌출하는 바이어싱 요소(138)를 더 포함한다. 제1 전도체 트레이스(140a)의 제1 결합단(160a)은 공동(136) 안으로 돌출되며 바이어싱 요소(138)에 접촉한다. 바이어싱 요소(138)는 제1 결합단(160a)이 그의 형상 변형(즉, 휨)을 시작하더라도 제1 결합단(160a)과의 접촉을 유지한다. 바이어싱 요소(138)는 스프링 또는, 특히 판 스프링과 같은 스프링 세트이다. 달리하여, 커넥터(110)는 전체로서, 스프링 하중을 받거나 또는 커넥터(110)는 제1 결합단(160a)이 커넥터(110)안으로 삽입될 때 제1 결합단(160a)을 향하여 압착하도록 형성된다.
도6 및 도7A-7B를 참조하면, 제1 전도체 트레이스(140a)의 제1 결합단(160a)은 제1 전도체 리드(150a)의 폭두께 비율보다 다른 폭두께 비율을 가진다. 예를 들면, 제1 전도체 리드(150a)는 포일 스트립(foil strip)이며, 반면에 제1 결합단(160a)은 약간 다른 형상으로 패턴을 갖거나 형성된다 (즉, 같은 포일 스트립으로부터). 다른 폭두께 비율은 제1 결합단(160a)으로 하여금 커넥터에 튼튼한 전기적 및 기계적 결합을 형성하게 하며, 또한 동시에 제1 전도체 리드(150a)로 하여금 커넥터로부터 떨어져서 낮은 두께 윤곽을 유지하게 한다.
제1 결합단(160a) 및 제1 전도체 리드(150a)의 다른 폭두께 비율은 다양한 방법으로 얻어진다. 예를 들면, 제1 결합단(160a)은, 예로서 도8A-8C에 도식적으로 나타낸 바와 같이 접어 포개진다. 다른 예에서, 제1 결합단(160a)은 예로서 도9A-9C에 도식적으로 나타낸 바와 같이 재형상된다. 또 다른 예에서, 제1 결합단(160a)은, 예로서 도10A-10C에 도식적으로 나타낸 바와 같이 다수의 가닥으로 잘라져서 서로 묶음으로 다발지어진다. 그와 같이, 제1 결합단(160a)은 포일 스트립(160a")으로 시작하여 제1 결합단(160a)으로 형성되기 전에 중간 형상 단계(160a')로 나아간다.
접기 실시예
도11A는 결합단(160)과 부착 터미널(111)(도시되지 않음)이 결합단(160)에 접어지기 전의 전도체 리드(150) 및 결합단(160)을 포함하는 전도체 트레이스(140)의 개략 평면도이다. 터미널(111)은 위에서 개시된 커넥터의 일부 또는 전체 커넥터이다. 이 보기에서, 결합단(160)은 부착부(162), 접기부(164), 및 변이부(166)를 포함하며, 접기부(164)는 부착부(162)와 변이부(166) 사이에 위치되는 한편 변이부(166)는 전도체 리드(150)와 접기부(164) 사이에 있는 것과 같이 된다. 접기부(164)와 변이부(166)는 선택적이다. 일부 보기에서 전도체 리드(150)는 부착부(162)에 직접 결합한다. 달리하여, 접기부(164)의 하나 및 변이부(166)는 전도체 리드(150)와 부착부(162) 사이에 위치된다.
부착부(162)는 금속판을 잘라서 형성되는 다수의 가닥(161)을 포함한다. 도11B는 접기 전의 부착부(162)의 개략 단면도를 도해 설명한다. 가닥(161)은 이 단계에서 동일 평면상에 있다.
전체적으로, 전도체 리드(150)와 결합단(160)은 한덩어리이다 (즉, 같은 금속판으로부터 형성됨). 부착부(162), 접기부(164), 및 변이부(166)인 결합단(160)의 모든 부재들은 (이 보기에서) 또한 한덩어리이다. 슬릿팅, 다이 절단, 레이저 절단, 워터젯 절단, 또는 스탬핑과 같은 다양한 처리하는 기술들이 이들 부분들 각각을 형성하기 위해 사용된다.
일부 실시예에서, 적어도 부착부(162)의 단면 형상과 접기부(164) 및 변이부(166)의 단면 형상은 예를 들어 도11C 및 11D에 개략적으로 나타낸 바와 같이 결합단(160)의 접기 동안 바뀐다. 특별히, 부착부(162)는 접기 전의 부착부(162)보다 더 작은 폭두께 비율을 갖는 묶음으로 재형상된다. 더욱 특별히, 가닥들(161)은 그들의 원래의 동일 평면상의 형상으로부터 새로운 배치로 재배치된다. 결합단(160)이 접어지는 반면에 전도체 리드(150)는 실질적으로 동일하게 유지된다는 점을 유념해야 한다. 결합단(160)이 접어졌을 때, 터미널(111)은 예를 들어 도11E에 개략적으로 나타낸 바와 같이 부착부(162)에 결합된다(오그라뜨려짐). 다양한 다른 부착 기술들(즉, 용접, 납땜)은 또한 범위 내에 있다.
부착부(162)는 예를 들어 도11E에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 터미널(111)에 직접 결합하며 부분적으로 겹친다. 접기 전에, 부착부(162)는 예를 들어 도11A 및 11B에 나타낸 바와 같이, 슬릿 및/또는 간극에 의해 분리된 다수의 가닥들(161)을 포함한다. 이 개시의 목적을 위해, 슬릿은 영(0)또는 아주 작은 폭을 가지되 이들 가닥으로 하여금 서로에 대해 평면 밖으로의 움직임을 허용하는 두 개의 인접하는 가닥 사이의 분리라고 정의한다. 간극은 측정 가능한 폭을 가지며 보통 가닥들(161)을 형성하는 동안 소재의 제거에 의해 형성된다. 도11A 및 11B는 부착부(162)를 형성하는 여섯개의 가닥들(161)을 도해 설명하며; 그러나 어느 갯수의 가닥들(161)도 범위 내에 있다(두개, 세개, 네개, 열개, 스무개 등). 이 보기에서, 모든 가닥들(161)은 같은 폭(WS)을 가지며, 인접하는 가닥들(161)의 어느 쌍 사이의 간극은 같은 폭(WO)을 가지며 같은 간극에 의해 분리된다. 그러나, 도13A-13D를 참조하여 아래에서 더 기술되는 바와 같이, 가닥들(161)은 다른 폭 및/또는 간극을 가질 수 있다. 폭 및/또는 간극의 다양한 조합은 묶음에서 더 단단한 포장을 보증하기 위해 사용될 수 있다. 부착부(162)의 전체 폭(WT)은 가닥들의 전체 폭과 만약 간극이 있다면, 간극의 전체 폭의 합이다. WS와 WT는 부착부(162)에서 전도체 소재의 전체 단면적이 예를 들어 편평한 전도체에 대해 가닥화된 와이어 형상의 일반적으로 더 적은 열 분산을 책임지기 위해 전도체 리드(150)의 단면적보다 더 큰 것과 같이 선택된다.
접기부(164)가 있을 때, 그것은 터미널(111)로 뻗어가되 터미널(111)과 부분적으로 겹치지 않는다. 접기부(164)는 또한 가닥들(161) 또는 그의 부분들을 포함한다. 그러나, 전도체 트레이스(140)가 접힐 때, 가닥들(161)의 부분은 접기부(164)에서 및 부착부(162)에서 다른 배치를 가진다. 특별히, 접기부(164)에서 가닥들(161)의 부분은 부착부(162)에서 가닥의 배치에 변이를 제공하도록 꼬이거나 및/또는 접힌다. 부착부(162)에서 가닥들(161)의 부분은 실질적으로 서로에 평행하다(즉, 중심축을 따라서 X 방향으로 연장되게 정렬된다). 부착부(162)에서 이 평행 배치는 가닥들(161)에 브레이크를 거는 일 없이 부착부(162)에 큰 결합하는 힘을 공급하는 것을 허용하며, 이는 다시 가닥들(161)의 기계적 본래의 모습 및 연속성을 유지한다. 더욱이, 이 평행 배치는 동일한 단면(중심축을 따라서)을 가지는 묶음을 형성하는 것을 허용하며, 이는 다시 터미널(111)과 최대 결합 영역을 제공한다. 다시 말하면, 비틀거나 접는 것과 관련된 융기 및 다른 돌기들은 부착부(162)에는 회피된다.
변이부(166)는 별개의 가닥, 간극, 또는 슬릿을 가지거나 갖지 않을 수 있다. 변이부(166)는 전도체 리드(150)와 접기부(164) 사이에 위치되며 전도체 리드(150)의 더 작은 폭(WL)으로부터 접기부(164)의 훨씬 더 큰 폭(WT)으로 변위되곤 한다. 변이부(166)는 가닥들(161)의 정착된 끝단을 변형 작용으로부터 효과적으로 보호하게 한다. 변이부(166)는 또한 부분적으로 접힐 수 있다. 그러나, 접힘 정도는 접기부(164)의 그것보다 더 적다.
도12A 및 12B는 서로 다른 길이를 가진 가닥들(161)이 구비된 전도체 트레이스(140)의 두개의 보기를 도해로 설명한다. 위에서 기술된 바와 같이, 가닥들(161)은 그들의 최초의 동일 평면상의 배치(즉, 도11A 및 11B는 물론 12A 및 12B에 나타낸)로부터 다른(묶어진) 형상(즉, 도11C 및 11D에 나타낸)으로 접힌다. 이 접기는 일반적으로 그들의 최초 접히지 않은 상태에서 가닥들(161)보다 더 작은 폭두께 비율을 가지는 터미널(111)을 적응시킨다. 접기 공정은 가닥들(161)을 전도체 트레이스(140)의 중심축(141)에 더 가깝게 이르게하는 것을 수반한다. 그러나, 일부 가닥들(161)은 중심축(141)으로부터 더 떨어져 있고 그래서 중심축(141)에 더 가까이 있는 가닥들(161)보다 더 많이 접을 필요가 있다. 접는 거리에 있어 이 차이를 조절하기 위해, 중심축(141)으로부터 더 떨어져 있는 가닥들(161)은 중심축(141)에 더 까까이 있는 가닥들(161)보다 더 길다. 이 길이 차이는 예를 들어 도12A에 나타낸 바와 같이, 가닥들(161)의 서로 다른 곡률에 의해 제공될 수 있다. 이 보기에서, 중심축(141) 위에 가닥들(161)의 투영은 실질적으로 동일하다. 더욱이, 가닥들(161)의 자유단은 실질적으로 동일 평면상에 있다. 이 개시의 목적으로, 용어 "실질적으로 동일 평면상"이란 5 밀리미터 미만 또는 2 밀리미터 미만의 공통 평면으로부터의 편차로서 정의된다. 가닥들(161)의 자유단은 접기 동안 및 후에 실질적으로 동일 평면상에 있게 된다.
도 12B는 모든 가닥들은 그들의 최초 편평한/접기 전의 형상에서 일직선이며 및/또는 중심축(141)에 대해 실질적으로 평행인 다른 보기를 도해 설명한다. 이 개시의 목적으로, 용어 "실질적으로 평행한"이란 10˚미만 또는 5˚미만의 각도차로서 정의된다. 이 보기에서, 가닥들(161)의 자유단은 접기 전에는 동일 평면상에 있지 않다. 그러나, 접힌 후에는 가닥들(161)의 자유단은 실질적으로 동일 평면상에 있다.
일부 실시예에서, 가닥들(161)의 자유단이 접힌 후에 실질적으로 동일 평면상에 있지 않을 때, 이들 자유단은 새롭게 형성된 끝단(즉, 손질된 끝단)이 실질적으로 동일 평면상에 있다는 것을 보장하기 위해 손질된다. 그러나, 위에서 기술된 전도체 트레이스(140)의 다양한 특징들은 실질적으로 동일 평면상의 가닥들(161)의 자유단을 전도체 트레이스(140)의 접기 후에 손질할 필요 없이 늘 산출해 왔다. 달리하여, 손질 작업은 도12A 및 12B에 관하여 위에서 기술된 하나 또는 양쪽 특징과 함께 사용될 수 있다.
도12C는 가닥들(161) 사이의 간극이 응력 경감부(165)로 끝나는 전도체 트레이스(140)의 보기를 도해 설명한다. 응력 경감부(165)는 예리한 모서리로부터 자유롭다(즉, 곡률반경 1 밀리미터 미만인 모서리). 예를 들면, 응력 경감부(165)는 원형 윤곽을 가지며 적어도 2 밀리미터 또는 적어도 5 밀리미터의 최소 반경을 가진다. 예리한 모서리의 제거는 전도체 트레이스(140)의 접는 동안 및 접은 후에 응력 집중 지점을 줄이게 된다. 예를 들면, 가닥들(161)은 전도체 리드(150)가 편평하게 남아있는 반면에 중심축(141) 주위에 구부러지거나, 꼬이거나, 및/또는 접힌다.
도13A-13D는 부착부(162)에서 가닥들(161)에 의해 형성된 묶음의 다른 보기를 도해 설명한다. 가닥들(161)은 이 보기에서 원형 윤곽을 가지는 단면 윤곽(167)을 채우도록 특별히 형성되고 접힌다. 일부 보기에서, 가닥들(161)은 같은 금속판으로부터 형성되며 또한 같은 두께를 가진다. 결과로서, 가닥들(161)의 폭 및 폭-두께 비율은 같거나 또는 다르다. 가닥들(161)의 수, 각각의 가닥(161)의 폭, 및 각각의 가닥(161)의 접힌 방위를 조절함으로써 다른 채움 비율을 얻게 되며, 이는 참고로 도13E에 나타낸 둥근 와이어(101')로 가능한 것보다 높다. 이 개시의 목적으로, 채움 비율은 단면윤곽(167)의 면적으로 나눈 모든 가닥(161)의 단면적의 합으로 정의된다. 일부 실시예에서, 이 채움 비율은 적어도 약 80% 또는 적어도 약 90% 이다.
도13A는 모두 같은 직사각형 단면 윤곽을 가지는 가닥들(161)에 의해 형성된 묶음의 보기를 도해 설명한다. 더욱이, 이들 직사각형 단면 윤곽의 방위는 같다(즉, 모든 긴 면이 서로에 평행이다). 도13B는 모두 같은 정사각형 단면 윤곽을 가진 가닥들(161)에 의해 형성된 묶음의 보기를 도해 설명한다.
도13C는 양쪽 직사각형 및 정사각형 단면 윤곽을 가진 가닥들(161)에 의해 형성된 묶음의 보기를 도해 설명한다. 이 보기에서 단지 두가지 형의 윤곽만이 나타내지긴 하나, 통상의 기술자는 어느 숫자의 다른 단면 윤곽이 같은 묶음 안에서 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들면, 같은 묶음을 형성하는 모든 가닥들(161)은 다른 폭을 가진다. 도13D는 모두 같은 직사각형 단면 윤곽을 가진 가닥들(161)에 의해 형성된 묶음의 다른 보기를 도해 설명한다. 그러나, 도13A에 나타낸 보기와 달리, 이들 직사각형 단면 윤곽의 방위는 다르다. 예를 들면, 일부 가닥들(161)은 다른 가닥들에 대하여 90˚ 회전되어 있다. 가닥들(161)의 어느 회전 도수도 범위 내에 있다.
도14A 및 14B는 이들 전도체 트레이스(140)가 터미널(111)에 결합하기 전과 후의 네 개의 전도체 트레이스(140)를 도해 설명한다. 결합단(160)의 접기 및 터미널(111)을 이들 결합단(160)에 결합하기는 도11A-11E를 참조하여 위에서 기술되었다. 일부 실시예에서, 커넥터 내에서 그들의 최종 위치에 의해 정해진 터미널들의 위치는 개개의 결합단(160)의 중심축(141)의 위치와 다를 수 있다. 도14A 및 14B를 참조하면, 개개의 결합단(160)의 중심축(141)은 터미널(111)보다 더 떨어져 간격을 두고 있다. 이 더 큰 간격두기는 결합단(160)이 같은 금속판으로부터 형성되었기 때문이며, 반면에 터미널(111)은 같은 빽빽하게 찬 커넥터 내에 위치되어야만 한다. 이 차이를 조절하기 위해서, 전도체 리드(150)는 그들의 결합단(160)을 각각의 터미널(111)과 중심 방향을 맞추도록 접힌다.
도14B에 나타낸 바와 같이, 일부 실시예에서, 전도체 리드(150)의 접기는 하나 또는 그 이상의 전도체 리드가 부분적으로 겹치도록 한다. 그러나, 전도체 트레이스(140)는, 일반적으로 결합단(160)으로부터 절연되어 있으며(즉, 절연 껍질 내에 씌워지거나 또는 절연층 사이에 위치됨), 그들의 전도체 리드(150)가 부분적으로 겹칠 때 전기적으로 절연된 채로 유지된다. 예를 들면 전도체 리드(150)는 부분적으로 겹치는 위치에서 절연된다(즉, 하나 또는 그 이상의 절연층이 두 개의 부분적으로 겹치는 전도체 리드(150) 사이에 위치된다). 더욱이, 도14C에 나타낸 바와 같이, 전도체 트레이스(140)는 평면 밖에 위치되며(Z 방향 내) 다른 높이에서 커넥터(110)의 다른 터미널들에 결합을 형성한다(Z 방향 내로 전개한다). 예를 들면, 제1 전도체 트레이스(140a)는 제2 전도체 트레이스(140b), 제3 전도체 트레이스(140c), 제4 전도체 트레이스(140d) 위로 뻗으며, 커넥터(110)의 다른(더 높은) 높이에 접속을 형성한다. 또한, 도14C는 다른 방향으로(Y 방향으로) 가로지르는 전도체 트레이스(140)의 능력을 도해 설명한다. 이 실시예에서, 제1 전도체 트레이스(140a)는 제2 전도체 트레이스(140b) 및 제 3전도체 트레이스(140c)를 건너며(Y 방향으로) 제4 전도체 트레이스(140d) 대충 위로 접속을 형성한다. 이 특징은 차량 또는 어느 다른 형태의 장치 내에서 하나의 모듈로부터 다른 모듈로의 송달 신호에 의하여 여분의 자유도를 제공한다.
도14D 및 14E는 이들 전도체 트레이스(140a-140c)들이 터미널(111a-111c)에 결합하기 전, 후의 세개의 전도체 트레이스(140a-140c)를 도해 설명한다. 이들 세개의 전도체 트레이스(140a-140c)들이 터미널(111a-111c)에 결합하기에 앞서, 전도체 트레이스(140a-140c)는 구부러질 수 있는 평면(즉, 절연체(142) 또는 임시 안감에 의해 정의됨) 내에서 연장된다. 절연체(142)는 추가 절연체(즉, 제2 절연체(144)가 있을 때는 제1 절연체(142)로서 참조된다. 그러나, 제1 결합단(160a)과 제3 결합단(160c) 사이에 위치되는 것(X-Z 단면 내)은 결합단(160b)을 조절하기 위해 충분하지 않다. 결과적으로, 결합단(160b)은 도14D에 나타낸 바와 같이, 접히기 전 상태로 형성되고 제1 전도체 리드(150a)와 제3 전도체 리드(150c) 사이에 위치된다. 제1 결합단(160a)과 제3 결합단(160c)이 그들 각각의 터미널(111a) 및 (111c)에 결합되는 때, 더 큰 공간이 이들 결합단(160a) 및 (160c) 사이에서 이용 가능하며 도14E에서 나타낸 바와 같이, 적어도 접힌 상태에서 결합단(160b)은 이제 조절될 수 있다.
도15A는 부분적으로 형성된 결합단(160)을 가지는 전도체 트레이스(140)를 도해 설명한다. 이 보기에서, 가닥들(161)은 자유단을 갖지 않는다. 이 특징은 특히 전도체 트레이스(140)를 하나의 지지 기판으로부터 다른 기판으로 옮기거나, 결합단(160)을 접거나, 및/또는 다른 조작을 수행하는데, 결합단(160)의 사용을 간단하게 한다. 이 국면에서, 가닥들(161)은 브릿지부(169)에 의해 지지된다. 브릿지부(169)는 결합단(160)을 접기 전 또는 후에 제거된다.
도15B는 하나의 전도체 리드(150)와 두개의 결합단(160a) 및 (160b)을 포함하는 하이브리드 전도체 트레이스(140)의 보기를 도해 설명한다. 예를 들면, 하나의 결합단(160a)은 동력 전달을 위해 사용되고(그래서 더 높은 전류용으로 평가됨) 반면에 다른 결합단(160b)은 신호용으로 사용된다(그래서 더 작은 전류용으로 평가됨). 각 결합단의 크기는 이들 전류 등급을 위해 그리고 대응하는 커넥터 터미널을 조절하기 위해 선택된다.
도16A는 절연체(142) 및 절연체(142)에 부착되고 지지되는 다수의 전도체 리드(150a-150c)를 포함하는 전기 하니스 조립체(100)를 도해 설명한다. 절연체(142)는 절연체(142) 및 대응하는 전도체 리드(150a-150c)를 잘 다루기를 고려한 서로 다른 절연체 오프닝(opening)(143a-143c)을 포함한다. 예를 들면, 절연체 오프닝(143c)은 절연체(142)의 하나의 모서리로 연장하며 각각으로부터 독립적으로 잘 다루어질 수 있게 제1 하니스 부위(103a)와 제2 하니스 부위(103b)의 경계를 정한다. 절연체 오프닝(143a) 및 (143b)는 모서리로 연장하지 않으나 도 16B-16F를 참조하여 이제 설명되는 바와 같이 제1 하니스 부위(103a)에 부가적인 가요성을 제공하기 위해 사용된다.
도16B는 절연체를 네개의 절연체 스트립(strip)(145a-145d)으로 분할하는 세개의 절연 오프닝(143a-143c)을 포함한다. 각각의 스트립은 절연체(142)가 하니스의 일부분일 때 하나의 갈라진 전도체 트레이스(도시되지 않음)를 지지한다. 절연체(142)는 도16C에 나타낸 바와 같이 절연체(142)가 잘 다루어질 때 하니스의 일 부분임을 주목해야 한다.
도16C는 X-Y 평면 내에서 다른 끝단에 대해 90˚ 회전된 절연체(142)의 일 끝단을 도해 설명한다. 절연체 오프닝(143a-143c)은 절연체(142)로 하여금 개별적인 절연체 스트립(145a-145d)의 상당한 평면 밖 뒤틀림 없이 회전하고 구부러지게 한다. 통상의 기술자는 이러한 구부러짐은 절연체(142)의 편평한 윤곽(Z 방향에서 작은 두께) 및 절연체(142)를 형성하는 소재의 상대적으로 낮은 평면내로의 가요성 때문에 절연체 오프닝 없이는 어렵다는 것을 이해할 것이다. 절연체 오프닝(143a-143c)을 더하는 것은 네개의 절연체 스트립(145a-145d) 각각의 서로 다른 방향의 돌림을 하용하며, 그리하여 가요성이 증가하고 평면 밖으로의 뒤틀림이 감소한다. 더욱이, 각각의 절연체 오프닝의 개별적인 폭 및 길이의 선택은 각각의 절연체 스트립의 특유한 방향으로의 돌림 및 방위를 고려한다. 도16E 및 16F는 절연체(142)의 다른 위치에서 절연체 스트립(145a-145d)의 단면을 나타낸다. 이들 도면에서 나타낸 바와 같이, 절연체 스트립(145a-145d)은 구부러짐 내 어느 지점(B-B)에서 그들 각각의 중심축 주위에 더 가깝게 모아지며 90˚ 회전된다. 이 형태의 방위를 얻기 위해서, 예를 들면 도16B에 나타낸 바와 같이, 각각의 절연체 오프닝의 길이는 서로 다르며 또는 서로 차이지게 된다.
공정 실시예
도17은 일부 실시예에 따라서 전기 하니스 또는 그의 부분을 형성하는 방법(1700)에 대응하는 공정 흐름도이다. 전기 하니스의 다양한 보기들이 위에서 기술되었다. 방법(1700)은 단계(1710) 동안 전도체를 지지 기판에 적층하는 것으로 시작된다. 전도체는 금속판(즉, 금속포일)이다. 전도체의 일부 보기들이 도22A-22C를 참조하여 아래에 기술된다.
방법(1700)은 단계(1720)동안 전도체를 패터닝하기를 진행한다. 이 단계동안 하나 이상의 전도체 트레이스가 형성된다. 위에서 기술한 바와 같이, 전도체 트레이스는 전도체 리드와 제1 결합단을 포함한다. 추가 공정 전의 전도체 트레이스 및 그들 배열의 다양한 보기들이 위에서 기술되었다. 전도체를 패터닝하기는 펀칭, 플랫베드 다이 절단, 부합-금속 다이 절단, 암/수 다이 절단, 로터리 다이 절단, 레이저 절단, 레이저 삭마, 워터젯 절단, 기계가공, 또는 에칭을 포함하지만 한정하지는 않는 기술을 수반한다.
방법(1700)은 선택단계(1730)동안 전도체의 부착 부분을 형상 짓기를 진행한다. 예를 들면, 개별적인 가닥들은 도8A-10C를 참조하여 위에서 기술된 바와 같이 이 단계 이전보다 더 작은 폭두께 비율을 가지는 형상으로 접히거나 그렇지 않으면 재배열된다. 일부 실시예에서, 단계(1730)를 달성한 후에, 부착 부분의 폭두께 비율은 터미널의 비율과 대등하다. 더욱이, 단계(1730)는 도2A-4B를 참조하여 위에서 기술된 바와 같이 서로 다른 전도체 트레이스의 쌓아 올리기를 수반한다.
방법(1700)은 단계(1740) 동안 커넥터를 부착 부분에 부착하기를 진행한다. 예를 들면, 커넥터는 도1A-1B를 참조하여 위에서 기술한 바와 같이 터미널에 결합되고 및/또는 용접된다. 다른 보기에서, 기계적인 한쪽으로 치우치게 하는 부착물이 도5를 참조하여 위에서 기술된 바와 같이 커넥터 터미널과 부착부분 사이에 형성된다.
일부 실시예에서, 단계(1740)는 또한 커넥터의 하우징에 하나 이상의 터미널을 부착하는 선택단계(1745)를 포함한다. 예를 들면, 터미널은 플라스틱 하우징 내로 삽입된다. 단계(1745) 동안 형성된 조립체의 보기가 도14C에 나타내져 있다.
방법(1700)은 단계(1750) 동안 절연체를 패터닝될 전도체에 부착하기를 진행한다. 일부 실시예에서, 단계(1750)는 단계(1740) 후에 수행된다. 달리하여, 단계(1750)는 단계(1740) 전에 수행된다. 단계(1750) 동안 부착된 절연체는 전기 하니스의 영구 소자이다. 절연체 소재의 일부 보기는 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 에틸 비닐 아세테이트(EVA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐 플루오라이드(PVF), 폴리아미드(PA), 솔더마스크(solder mask) 및 폴리비닐 부티랄(PVB)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 소재를 포함하는 절연체이다. 달리하여, 절연체는 감압성 접착제, 열가소성 접착제, 또는 열경화성 접착제와 같은 접착제를 포함한다.
방법(1700)은 선택단계(1760)동안 전도체 트레이스를 접지 않기를 진행한다. 이 단계의 다양한 양상은 도14A-14B 및 14D-14E를 참조하여 위에서 기술되었다. 전도체 트레이스의 접지 않기는 터미널을 부가하기 전 또는 후에 수행된다.
방법(1700)은 선택단계(1770) 동안 하니스를 캐리어(즉, 히트싱크)에 부착하기를 진행한다. 예를 들면, 캐리어는 도19A-19C를 참조하여 아래에 기술하는 바와 같은 자동차 도어이다.
점퍼(Jumper) 실시예
일부 실시예에서, 전기 하니스 조립체(100)는 차례 차례 제2 전도체 리드(150b)와 제2 결합단(160b)을 포함하는 제2 전도체 트레이스(140b)를 더 포함한다. 이 실시예는 도18A에 도식적으로 나타낸다. 제2 전도체 트레이스(140b)의 두께와 제1 전도체 트레이스(140a)의 두께는 거의 같다(즉, 10% 이내 또는 5% 이내 또는 같기까지하다). 예를 들면, 제1 전도체 트레이스(140a)와 제2 전도체 트레이스(140b)는 금속 박판으로부터 형성된다. 더욱이, 제1 전도체 리드(150a)와 제2 전도체 리드(150b)는 같은 재질로 형성된다. 제2 전도체 트레이스(140b)와 제1 전도체 트레이스(140a)는 서로 접촉하지 않는다. 예를 들면, 제2 전도체 트레이스(140b)와 제1 전도체 트레이스(140a)는 간극에 의해 분리된다.
일부 실시예에서, 제2 전도체 트레이스(140b)의 제2 결합단(160b)은 커넥터(110)의 다수의 결합 부위에 전기적으로 결합된다. 예를 들면, 도18B는 커넥터(110)의 다섯 결합 부위(130b-130f)에 전기적으로 결합된 제2 결합단(160b)을 도해 설명한다. 그와 같이, 대응하는 접촉 계면의 어느 하나에 전기적 결합을 만드는 것은 제2 결합단(160b)에 전기적 결합으로 귀착될 것이다. 일부 실시예에서, 다수의 결합 부위는, 예를 들면 도18B-18D에 도식적으로 나타낸 바와 같이, 하나 이상의 점퍼(170)에 의해 서로 연결된다. 점퍼(170)는 비교적 일정한 전류 밀도가 제2 결합단(160b)의 단면을 가로질러 유지될 수 있고, 그리하여 제2 결합단(160b) 및 제2 전도체 트레이스(140b)용으로 더 얇은 소재의 사용을 허용하는 것과 같이 커넥터(110) 내에서 얻어져야 하는 전류 균형을 허용한다.
제2 전도체 트레이스(140b)는 제1 전도체 트레이스(140a)보다 더 큰 송전 능력을 가진다. 더 명확하게는, 제2 전도체 트레이스(140b)는 예를 들어 도18B에 나타낸 바와 같이, 제1 전도체 트레이스(140a)보다 더 넓다. 트레이스 폭에서 이 변화를 조절하기 위해 결합부분(130a-130f)은 예를 들면 무삽발력(zero-insertion force)(ZIF) 커넥터와 같은 하향식 크림프 커넥터를 포함한다. 마찬가지로, 커넥터(110)는 도18B-18C에 나타낸 바와 같이, 다른 직경의 와이어(180a),(180b)를 적응시키도록 디자인된다. 그러므로, 커넥터(110)는 둘중 어느쪽 요소에서 최소 전류 크라우딩(crowding) 및/또는 줄(joule) 히팅 효과를 가지고 다른 폭의 전도체 트레이스(140a),(140b)를 다른 직경의 와이어 (180a),(180b)에 서로 연결시킬 수 있다.
편평한 하니스를 구비한 자동차 도어
도19A는 일부 실시예에 따라서, 자동차 도어(210)와 전기 하니스 조립체(100)를 포함하는 자동차 도어 어셈블리(200)를 도해 설명한다. 전기 하니스 조립체(100)는 자동차 도어(210)에 부착되고 기계적으로 지지된다. 예를 들면, 전기 하니스 조립체(100)는, 편평하며, 자동차 도어(210)에 부착된다. 더욱이, 이 실시예에서, 전기 하니스 조립체(100)는 자동차 도어(210)와 열전달한다. 더욱 명확하게는, 편평한 전기 하니스 조립체(100)의 각 전도체 리드(150)(도19A에서 절연체 아래에 숨겨져 있음)는 자동차 도어(210)와 열전달한다, 이 열전달은 전도체 리드(150)를 통하여 전류가 통과하는 동안 전도체 리드(150)로부터 열분산을 위해 이용된다. 더욱 명확하게는, 이 열전달은 전통적인 하니스에서의 단면적보다 더 작은(즉, 30%-90% 더 작은) 단면적을 가지는 전도체 리드(150)를 사용하는 것을 허용하며, 이것은 자동차 도어 또는 차량의 다른 부재에 최소 열전달을 가지는 원형 와이어를 활용하게 된다. 자동차 도어(210)는 전류가 통과하는 동안 전도체 리드(150)가 뜨거워질 때 전도체 리드(150)로부터 열분산용으로 큰 열 덩어리를 제공한다.
전기 하니스 조립체(100)는 자동차 도어 어셈블리(200) 및 자동차 도어 어셈블리(200)의 외부의 전기장치(220)에 결합하기 위해 하나 이상의 커넥터(즉, 도19A에서 나타낸 커넥터(110a-110c))를 포함한다. 전기장치(220)의 일부 실시예는 스피커, 라이트, 도어 잠금장치, 창문조절기, 전동거울 등을 포함하나 제한하지는 않는다. 전기 하니스 조립체(100)의 전도체 리드(150)와 커넥터(110a-110c) 사이의 결합은 위에서 기술되었다. 상기 개시는 전기 하니스 조립체(100)는 자동차 도어 어셈블리(200)의 한 부분임을 나타내는 반면, 전기 하니스 조립체(100)는 또한 다른 적용을 위해 이용되며, 즉 그 안에서 열흡수는 이용할 수 있으며 전기 하니스 조립체(100)에 열적으로 결합될 수 있다. 예를 들면, 전기 하니스 조립체(100)는 다양한 기구(즉, 냉장고, 세척기/건조기, 가열, 환기, 및 공기 조화)용으로 이용될 수 있다.
전도체 리드(150)의 단면적을 줄이는 것은 전도체 리드(150)의 무게의 감소에 해당한다. 예를 들면, 많은 현대식 자동차는 총 중량 50kg까지 및 100kg 까지의 1,000-4,000미터의 전기 케이블을 사용한다. 중량에서 어떠한 감소라도 연료 절감, 자동차 유지 및 원가 절감에서 도움을 준다
더욱이, 더 작은 단면적과 편평한 전기 하니스 조립체(100)의 조합은 전기 하니스 조립체(100)의 두께에서 실제적인 감소를 허용한다. 명확하게, 전기 하니스 조립체(100)에 의한 자동차 도어 어셈블리(200)에 기여는 감소된다. 그와 같이, 자동차 도어 어셈블리(200)는 전통적인 원형-와이어 다발묶인 하니스와 함께보다 여기에서 기술된 전기 하니스 조립체(200)와 함께하여 더 얇게 만들어진다.
예를 들어, 원형 와이어를 전도체 리드(150)와 비교하면, 그것은 편평하나 그러나 원형 와이어가 아직 1:10의 두께/폭 비율을 가지며, 두께에서 감소는 약 62%, 즉 전도체 리드(150)의 두께는 원형 와이어의 두께의 약 38%인 것과 같이 동일한 단면적을 가진다. 더욱이, 전도체 리드(150)의 단면적은 위에서 기술된 바와 같이 주변에의 향상된 열 분산때문에 전도체 리드(150)와 비교하여 더 감소된다. 단면적 감소는 전도체 리드(150)의 두께를 더 감소시킨다. 전체 두께 감소는 자동차 또는 어느 다른 차량 또는 기계의 내부 공간을 증가시키는 것을 허용한다. 일부 실시예에서, 이 두께 감소는 같은 전류용으로 등급 매겨진 원형 와이어를 공급하기에 적합하지 않은 더 작은 간격을 통하여 전도체 리드(150)를 공급하는 것을 허용한다.
위에서 언급된 바와 같이, 전기 하니스 조립체(100)는 자동차 도어(210)의 표면(212)에 부착된다. 더욱이, 전기 하니스 조립체(100)는 표면(212)의 윤곽을 따른다. 바꾸어 말하면, 전기 하니스 조립체(100)는 예를 들어 도19A 및 19B에 도식적으로 나타낸 바와 같이, 실질적으로 등각 표면(212)이다. 더욱 명확하게는, 전기 하니스 조립체(100)는 전기 하니스 조립체(100)의 면적의 적어도 50% 이상 또는 면적의 적어도 75% 또는 면적의 적어도 50%까지의 표면(212)에 등각이다. 이 등각성은 전기 하니스 조립체(100)의 모든 부분이 자동차 도어(210)와 열전달된다는 것을 확실하게 한다.
일부 실시예에서, 자동차 도어(210)의 표면(212)은 예를 들어 도19C에 도식적으로 나타낸 바와 같이 전기 하니스 조립체(100)를 받아들이기 위해 오목부(214)를 갖는다. 오목부(214)의 깊이는 전기 하니스 조립체(100)의 상면(104)과 오목부(214)를 둘러싸는 표면부(212) 부분은 실질적으로 공면인 것과 같이 전기 하니스 조립체(100)의 두께와 실질적으로 같다. 달리하여, 오목부(214)는 더 얕으며 전기 하니스 조립체(100)의 부분은 오목부(214)를 둘러싸는 표면(212) 부분 위로 돌출된다.
전기 하니스 조립체(100)는 전도체 리드(150)는 제1 절연체(142)와 제2 절연체(144) 사이에 위치되는 것과 같이 제1 절연체(142) 및 제2 절연체(144)를 포함한다. 도20은 자동차 도어(210)에 배치된 제1 절연체(142), 전도체 리드(150) 및 제2 전도체(144)의 도식적인 설명이다. 제1 절연체(142)는 전기 하니스 조립체(100)를 자동차 도어(210)에 부착하는 접착층을 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 절연체(142)는 열전도성 장착 접착제이거나 또는 포함한다. 이 접착제는 적어도 약 0.2 W/mK(즉, 약 0.7 W/mK) 또는 적어도 약 1.0 W/mK의 열전도율을 가진다. 열전도율의 이 수준은 예를 들면 무기 입자-충진 유전체 필름 내에서 또는 열전도성 PSA 필름내에서 얻어진다.
제1 절연체(142)의 다른 예는 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 에틸 비닐 아세테이트(EVA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐 플루오라이드(PVF), 폴리아미드(PA), 솔더마스크 및 폴리비닐 부티랄(PVB)을 포함하나 그러나 한정되지는 않는다. 제1 절연체(142)의 조성 및 두께는 제1 절연체(142)를 통한 열분산을 최대화하도록, 둘러싼 주변에의 유전체 절연파괴를 방지하도록 공기 및 수분에 충분한 기계적 방벽으로서 행동하도록, 및 전도체 리드(150)의 윤곽 뒤틀림을 최소화하도록 선택된다. 일부 실시예에서, 제1 절연체(142)의 두께 및 조성(및 그의 대응하는 접착층, 하나가 있다면)은 전기 부재를 접속하여 임피던스 짝을 제공하도록, 뿐만아니라 가요성 회로에 의해 전송된 고주파 신호의 흡수 및 반사 손실을 최소화하도록 선택된다.
제1 절연체(142)의 두께는 1㎛와 500㎛ 사이이며, 또는 더욱 명확하게는 10㎛와 125㎛ 사이이다. 일부 실시예에서, 제1 절연체(142)는 자동차 도어(210)에 면한 쪽에 접착층을 포함한다. 접착층의 일부 예는 폴리올레핀 접착제, 폴리에스터 접착제, 폴리이미드 접착제, 아크릴, 에폭시, 가교 결합 접착제, PSA, 및/또는 열가소성 접착제를 포함하며, 그러나 한정하지는 않는다. 선택적으로, 접착층은 접착 물질을 통하여 열전달을 촉진하기 위해 열전도성, 전기절연입자(즉, 알루미나)로 채워진다.
제2 절연체(144)의 소재 조성은 제1 절연체(142)의 소재 조성과 같거나 다르다. 예를 들면, 제1 절연체(142)는 제2 전도체(144)의 소재보다 열전도성이 더 많은 소재로 만들어진다. 동시에, 제2 절연체(144)는 하니스가 자동차 도어(210)에 사용되었을 때 전도체 리드(150)를 손상으로부터 외부적으로 보호하기 위해 및/또는 하니스가 자동차 도어(210)에 사용되기 전에 전도체 리드(150) 및 전기 하니스 조립체(100)의 다른 부재들을 지지하기 위해 제1 전도체(142)보다 더 좋은 기계적 성질을 가지는 소재로 만들어진다.
제2 절연체(144)의 두께는 제1 절연체(142)의 두께와 같거나 또는 다르다. 예를 들면, 절연체의 하나(즉, 제2 절연체(144))는 첫째 구조적 지지로서 이용되고 또한 더 두껍거나 또는 다른 절연체보다 기계적으로 더 강한 소재로 만들어진다. 동시에, 제1 절연체(142)는 전도체 리드(150)와 자동차 도어(210) 사이의 열 전달을 확실하게 하기 위해 더 얇다.
제1 절연체(142) 및 제2 절연체(144)는 어떠한 오프닝도 없이 연속적인 판이다. 제1 절연체(142) 및 제2 절연체(144)는 결합단(160)으로 하여금 제1 절연체(142) 및 제2 절연체(144)를 넘어서 연장하도록 하용하는 반면 전도체 리드(150)의 전 길이를 뻗어나간다. 달리하여, 일부 실시예에서, 제2 절연체(144)는 제1 절연체(142)가 결합단(160)을 노출되게 두고 그래서 결합단(160)의 제1표면에 접근을 허용하는 반면에 아래로 연장하며 결합단(160)에 지지를 제공한다. 일부 실시예에서, 제1 절연체(142) 및 제2 절연체(144)는 커넥터(110)의 봉입물 절연에 대비하여 밀봉된다.
이 개시의 목적을 위하여 다른 언급이 없는 한, 용어 "절연체"는 10 S/cm 미만의 전기전도율을 가지는 구조에 관련된다. 용어 "전도체"는 적어도 약 10,000 S/cm의 전기전도율을 가지는 구조에 관련된다. 용어 "열전도체"는 적어도 약 0.2 W/mK의 열전도율을 가지는 구조에 관련된다. 0.1 W/mK 미만의 열전도율을 가지는 구조는 "열절연체"라고 칭해진다. 열전도체는 또한 전기전도체임을 주목해야 하지만 그러나 이것은 반드시 그래야 하는 것은 아니다. 예를 들면, 다이아몬드 및 질화 알루미늄과 같이, 전기적으로 절연 물질 부류는 좋은 열전도체이다. 이 물질들은 예를 들면 표면 코팅재로서 이용된다.
전기전도체들은 전형적으로 열적 전도성이다. 용어 "전열전도체"는 10,000 S/cm 이상의 전기전도율과 10 W/mK 이상의 열전도율을 가지는 구조에 관련된다. 용어 "전기적으로 절연된"은 직접적으로나 또는 하나 이상의 다른 전기 전도체를 통하거나 두개의 전기 전도체 사이에 물리적 결합의 부족에 관련된다.
도21A 및 21B를 참조하여, 제1 전도체 리드(150a)와 제2 전도체 리드(150b) 사이의 간극(152)의 폭은 약 100mm 와 3mm 사이 또는 더욱 명확하게는 약 250mm와 1mm 사이이다. 간극(152)의 외관 비율, 전도체 두께(이것은 간극(152)의 깊이에 유효하다)에 의해 나누어진 간극(152)의 폭에 의해 정의된다, 은 약 10 미만이며, 또는 더욱 명확하게는 약 5 미만 또는 약 2 미만까지이다. 간극(152)은 비어 있거나 또는 접착제로 채워진다.
일부 실시예에서, 제1 절연체(142)와 제2 절연체(144)는 서로에 대하여 제1 전도체 리드(150a)와 제2 전도체 리드(150b)의 방위를 유지한다. 이 특징은 제1 전도체 리드(150a)를 제2 전도체 리드(150b)로부터 전기적으로 절연된 채로 유지하기 위해 이용된다.
전열 전도체의 보조층의 실시예
일부 실시예에서, 예를 들어 도22A에 나타낸 바와 같이, 전도체 트레이스(140)는 베이스 보조층(1002)과 표면 보조층(1006)을 포함단다. 표면 보조층(1006)은 베이스 보조층(1002)보다 다른 조성을 가진다. 제1 절연체(142) 또는 제2 절연체(144)는 표면 보조층(1006) 위에 적층된다. 더욱 명확하게는, 표면 보조층(1006)의 적어도 일부분은 제1 절연체(142) 또는 제2 절연체(144)를 직접 잇는다(또는 접착제가 제1 절연체(142) 또는 제2전연체(144)를 전도체 트레이스(140)에 부착하기 위해 사용됨). 이들 예에서, 표면 보조층(1006)은 베이스 보조층(1002)과 제1 절연체(142) 또는 제2 절연체(144) 사이에 배치된다. 표면 보조층(1006)은 제1 절연체(142) 또는 제2 절연체(144)를 전도체 트레이스(140)에 부착하는 것을 향상시키기 위해, 및/또는 아래에 기술하는 바와 같은 다른 목적으로 특별히 선택된다.
베이스 보조층(1002)은 알루미늄, 티타늄, 니켈, 구리, 철 및 이들 금속을 포함하는 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속을 포함한다. 베이스 보조층(1002)의 소재는 최소 원가를 유지하는 한편 모든 전도체 트레이스(140)의 원하는 전기 및 열전도율을 얻기 위해 선택된다.
표면 보조층(1006)은 주석, 납, 아연, 니켈, 은, 팔라듐, 백금, 금, 인듐, 텅스텐, 몰리브데늄, 크롬, 구리, 이들의 합금, 유기 연납접성 보존제(organic solderability preservative)(OSP), 또는 다른 전기전도성 소재로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속을 포함한다. 표면 보조층(1006)의 소재는 베이스 보조층(1002)을 산화로부터 보호하기 위해, 전기적 및/또는 열적 접촉을 장치에 형성할 때 표면 전도율을 향상시키기 위해, 전도체 트레이스(140)에 접착을 향상시키기 위해, 및/또는 다른 목적으로 선택된다. 더욱이, 일부 실시예에서, 표면 보조층(1006)의 위에 OSP 코팅을 부가하는 것은 표면 보조층(1006) 자신이 시간 경과에 따라 산화되는 것을 방지하는데 도움이 된다.
예를 들면, 알루미늄은 베이스 보조층(1002)용으로 사용된다. 알루미늄은 좋은 열 및 전기 전도율을 갖는 반면, 그것은 공기에 노출되었을 때 표면 산화를 형성한다. 알루미늄 산화물은 낮은 전기 전도율을 가지며 전도체 트레이스(140)와 예를 들면 커넥터(110)의 결합(130) 사이의 접촉에서 바람직하지 않다. 게다가, 적합한 표면 보조층의 부재로, 알루미늄의 표면산화물과 많은 접착층 사이에서 좋고 균일한 접착을 얻기는 도발적이다. 그러므로, 알루미늄을 주석, 납, 아연, 니켈, 은, 팔라듐, 백금, 금, 인듐, 텅스텐, 몰리브데눔, 크롬, 또는 알루미늄 산화물이 형성되기 전 구리의 하나로 코팅하는 것은 이 문제를 완화시키며 전도체 트레이스(140)와 전기 하니스 조립체(100)의 다른 부재 사이에 전기 전도율 또는 접착을 양보함 없이 알루미늄을 베이스 보조층(1002)으로 사용하는 것을 허용한다.
표면 보조층(1006)은 약 0.01㎛와 10㎛ 사이, 또는 더욱 명확하게는 약 0.1㎛와 1㎛ 사이의 두께를 가진다. 비교로서, 베이스 보조층(1002)의 두께는 약 10㎛와 1000㎛ 사이, 또는 더욱 명확하게는 100㎛와 500㎛ 사이이다. 그와 같이, 베이스 보조층(1002)은 전도체 트레이스(140)의 부피로서 적어도 약 90%, 또는 더욱 명확하게는 적어도 약 95% 또는 적어도 약 99%까지를 나타낸다.
표면 보조층(1006)의 일부는 절연체에 적층되는 반면, 표면 보조층(1006)의 일부분은 노출된 채로 남는다. 이 부분은 전도체 트레이스(140)와 다른 부재 사이에 전기 및/또는 열접촉을 형성하기 위해 사용된다.
일부 실시예에서, 전도체 트레이스(140)는 베이스 보조층(1002)과 표면 보조층(1006) 사이에 배치된 하나 이상의 중간 보조층(1004)을 더 포함한다. 중간 보조층(1004)은 베이스 보조층(1002) 및 표면 보조층(1006)과는 다른 조성을 가진다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 중간 보조층(1004)은 베이스 보조층(1002)과 표면 보조층(1006) 사이에 금속간 조성을 방지하는데 도움을 준다. 예를 들면, 중간 보조층(1004)은 크로뮴, 티타늄, 니켈, 바나듐, 아연, 및 구리로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속을 포함한다.
일부 실시예에서, 전도체 트레이스(140)는 동그랗게 말린 금속 포일을 포함한다. 전착된 포일 및/또는 판상 금속과 연합된 수직 결정 구조와 대조되어, 동그랗게 말린 금속 포일의 수평으로-길게된 결정 구조는 주기적인 장하(loading) 조건 하에서 전도체 트레이스(140)에서 균열 전달에 대한 저항을 증가시키는데 도움을 준다. 이것은 전기 하니스 조립체(100)의 피로 수명을 증가시키는데 도움을 준다,
일부 실시예에서, 전도체 트레이스(140)는 예를 들면 도22C에 나타낸 바와 같이 장치-측면 표면(1007)의 반대쪽에 전도체 트레이스(140)의 표면(1009)을 형성하는 전기적으로 절연된 코팅(1008)을 포함한다. 이 표면(1009)의 적어도 일부분은 전기 하니스 조립체(100)에 노출되어 남게되며 전기 하니스 조립체(100)로부터 열 제거용으로 사용된다. 일부 실시예에서, 전체 표면(1009)은 전기 하니스 조립체(100)에 노출되어 남는다. 절연 코팅(1008)은 비교적 높은 열전도율과 비교적 높은 전기저항률 때문에 선택되며 이산화규소, 질화규소, 양극산화된 알루미나, 산화 알루미늄, 질화붕소, 질화 알루미늄, 다이아몬드, 및 탄화규소로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 소재를 포함한다. 달리하여, 열전도성, 전기적 절연 무기 입자로 장하된 중합체 매트릭스와 같은 혼합 소재를 포함한다.
일부 실시예에서, 전도체 트레이스(140)는 남땜 가능하다. 전도체 트레이스(140)가 알루미늄을 포함할 때, 알루미늄은 베이스 보조층(1002)으로서 위치되며, 반면에 표면 보조층(1006)은 땜납의 용융 온도보다 높은 용융 온도를 가지는 소재로부터 만들어진다. 만약 그렇지 않으면, 표면 보조층(1006)이 회로 접합 동안 녹으면, 산소가 표면 보조층(1006)을 통해 침투하여 베이스 보조층(1002) 내에서 알루미늄을 산화시킨다. 이것은 차례 차례 두개의 보조층 경계면에서 전도율을 감소시키며 잠재적으로 기계적 부착의 손실을 야기한다. 그러므로, 150-300℃ 범위의 온도에서 제공되는 많은 땜납 때문에, 표면 보조층(1006)은 아연, 은, 팔라듐, 백금, 구리, 니켈, 크롬, 텅스텐, 몰리브덴 또는 금으로 형성된다.
다중-하니스 취급 실시예
도23은 같은 운반 필름(2300) 상에 지지된 전기 하니스 조립체(100a) 및 (100b)의 실시예를 도해 설명한다. 이 실시예는 전기 하니스 조립체(100a) 및 (100b)의 취급을 그들의 생산, 저장 및 최초 적용 동안 단순화한다. 예를 들면, 전기적 결합은 전기 하니스 조립체(100a) 및 (100b)를 운반 필름(2300)으로부터 분리하기 전에 다수의 전도체 리드(150a-150d)에 형성될 수 있다. 전기 하니스 조립체(100a)가 운반 필름(2300)으로부터 제거될 때, 접착층(2310a)은 전기 하니스 조립체(100a)를 다른 지지 구조(즉, 히트 싱크)에 부착하기 위해 사용된다. 컷오프닝(2320)은 운반 필름(2300)으로부터 각 하니스의 독립적인 제거를 허용하도록 전기 하니스 조립체(100a) 및 (100b) 사이에 위치된다. 일부 실시예에서, 제1 절연체 부분(142a)과 제1 접착층(2310a)은 선택적으로 하나의 층으로 결합되거나 또는 층을 분리한다. 마찬가지로, 제2 절연체 부분(142b)과 제2 접착층(2310b)은 선택적으로 하나의 층으로 결합되거나 또는 층을 분리한다.
결론
비록 앞선 개념들은 이해를 명확하게 하기 위해 일부 상세하게 기술되었지만, 다양한 변화 및 변경이 아래의 청구범위의 범주 내에서 이루어질 수 있다. 공정, 시스템, 및 장치들을 충족하는 많은 대체 방안들이 있음은 이해되어야 한다. 그러므로, 주어진 실시예들은 개략적으로 설명하기 위한 것이지 제한하려 하는 것은 아니라고 간주되어야만 한다.

Claims (20)

  1. 제1 전도체 리드 및 제1 전도체 리드와 한덩어리인 제1 결합단을 포함하는 제1 전도체 트레이스;
    제2 전도체 리드 및 제2 전도체 리드와 한덩어리인 제2 결합단을 포함하는 제2 전도체 트레이스;
    제3 전도체 리드 및 제3 전도체 리드와 한덩어리인 제3 결합단을 포함하는 제3 전도체 트레이스; 및
    절연체를 부분적으로 제1 절연체 스트립과 제2 절연체 스트립으로 나누는 제1 오프닝을 포함하며 또한 절연체를 부분적으로 제3 절연체 스트립과 제2 절연체 스트립으로 나누는 제2 오프닝을 더 포함하는 절연체를 포함하며, 여기에서:
    제1 전도체 리드는 제1 절연체 스트립에 박판적층되고 제1 오프닝으로 부터 떨어져 있으며;
    제2 전도체 리드는 제2 절연체 스트립에 박판적층되고 제1 오프닝으로부터 떨어져 있으며;
    제3 전도체 리드는 제3 절연체 스트립에 박판적층되고 제2 오프닝으로부터 떨어져 있으며;
    제2 전도체 리드는 제2 오프닝으로부터 떨어져 위치되며;
    제1 오프닝은 제1 절연체 스트립과 제2 절연체 스트립이 제1 오프닝의 양쪽 끝단에서 서로 결합되고 한덩어리인 것과 같은 닫힌 형상을 가지며;
    제2 오프닝은 제2 절연체 스트립과 제3 절연체 스트립이 제2 오프닝의 양쪽 끝단에서 서로 결합되고 한덩어리인 것과 같은 닫힌 형상을 가지며; 및
    제1 오프닝과 제2 오프닝은 서로 다른 길이를 가지는 것을 특징으로 하는
    전기 하니스 조립체.
  2. 제 1항에 있어서,
    접착제 오프닝에 의해 분리된 제1 접착층 부분 및 제2 접착층 부분을 더 포함하며, 여기에서
    제1 전도체 리드는 제1 접착층 부분과 제1 절연체 스트립 사이에 배치되고;
    제2 전도체 리드는 제2 접착층 부분과 제2 절연체 스트립 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는
    전기 하니스 조립체.
  3. 제 2항에 있어서,
    접착제 오프닝은 절연체의 제1 오프닝과 일치하는 것을 특징으로 하는
    전기 하니스 조립체.
  4. 제 2항에 있어서,
    제1 접착층 부분과 제2 접착층 부분의 각각은 감압성 접착제(PSA) 필름인 것을 특징으로 하는
    전기 하니스 조립체.
  5. 제 1항에 있어서,
    제1 절연체 스트립, 제1 전도체 리드, 제2 절연체 스트립, 및 제2 전도체 리드의 각각은 직사각형 단면을 가지는 것을 특징으로 하는
    전기 하니스 조립체.
  6. 제 5항에 있어서,
    제1 절연체 스트립의 폭은 제1 절연체 스트립의 두께보다 작으며, 두께는 제1 절연체 스트립과 제1 전도체 리드의 쌓기에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는
    전기 하니스 조립체.
  7. 제 1항에 있어서,
    제1 오프닝은 전기 하니스 조립체의 평면 내 가요성을 증대시키는 것을 특징으로 하는
    전기 하니스 조립체.
  8. 제 7항에 있어서,
    제1 오프닝은 제1 오프닝을 둘러싸고 제1 오프닝의 끝단으로부터 떨어져 위치된 제1 절연체 스트립과 제2 절연체 스트립의 부분들이 전기 하니스 조립체의 평면 내 굽히기 동안 각각에 대해 움직이도록 허용하는 것을 특징으로 하는
    전기 하니스 조립체.
  9. 제 8항에 있어서,
    제1 오프닝은 제1 오프닝을 둘러싸고 제1 오프닝의 끝단으로부터 떨어져 위치된 제1 절연체 스트립과 제2 절연체 스트립의 부분들이 전기 하니스 조립체의 평면 내 굽히기 동안 스택을 형성하도록 허용하는 것을 특징으로 하는
    전기 하니스 조립체.
  10. 제 8항에 있어서,
    제1 오프닝은 제1 오프닝을 둘러싸고 제1 오프닝의 끝단으로부터 떨어져 위치된 제1 절연체 스트립과 제2 절연체 스트립의 부분들이 전기 하니스 조립체의 평면 내 굽히기 동안 제1 오프닝의 끝단에서 제1 절연체 스트립과 제2 절연체 스트립의 부분들에 대해 비틀어지도록 허용하는 것을 특징으로 하는
    전기 하니스 조립체.
  11. 제 8항에 있어서,
    제1 오프닝은 전기 하니스 조립체가 전기 하니스 조립체의 평면 내 굽히기 동안 제1 절연체 스트립의 폭 또는 제2 절연체 스트립의 폭보다 적거나 또는 같게 두께를 유지하도록 허용하는 것을 특징으로 하는
    전기 하니스 조립체.
  12. 제 1항에 있어서,
    커넥터를 더 포함하며, 여기에서:
    커넥터는 제1 결합부와 제2 결합부를 포함하며;
    커넥터의 제1 결합부는 제1 전도체 트레이스의 제1 결합단에 전기적으로 결합되며; 및
    커넥터의 제2 결합부는 제2 전도체 트레이스의 제2 결합단에 전기적으로 결합되는 것을 특징으로 하는
    전기 하니스 조립체.
  13. 삭제
  14. 제 12항에 있어서,
    커넥터는 제1 전도체 트레이스의 제1 결합단에 전기적으로 결합된 제3 결합부를 포함하며; 및
    커넥터는 제1 결합부와 제3 결합부를 전기적으로 결합하는 점퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는
    전기 하니스 조립체.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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