DE2820403C2 - Verfahren zum Ankleben und zum Kontaktieren eines elektrischen Bauteils mit einer flächenförmigen Elektrode - Google Patents

Verfahren zum Ankleben und zum Kontaktieren eines elektrischen Bauteils mit einer flächenförmigen Elektrode

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ankleben eines elektrischen Bauteils mit einer flächenförmigen Elektrode nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Vielfach bestehen bestimmte elektrische Bauteile aus einem zu einem Formteil gestanzten Blech, welches als Träger eines elektrischen Bauelementes dient und mit diesem zu einer Baueinheit fest verbunden ist. Die Verbindung der beiden Teile erfolgt meist durch einen Zweikomponenten- oder Schmelzklebstoff.
Ist eine solche Trägerplatte beispielsweise mit einer scheibenförmigen Piezokeramik verbunden, wie man sie als Uhren-Summerscheibe oder Telefon-Piezowandler benötigt, so spricht man von einer sog. Verbundplatte.
Die Piezokeramik ist bei der Uhren-Summerscheibe bekanntlich beidseitig und ganzflächig mit Elektroden versehen. Die Elektroden können aus Einbrennsilber oder aus aufgedampften metallischen Schichten bestehen. Hierbei ergibt sich das Problem, daß die klebstoffseitige Elektrode nicht ohne weiteres mit der Trägerplatte kontaktiert werden kann.
Es ist bekannt, die Trägerplatte selbst aus leitendem Material herzustellen und zur Verbindung der beiden Teile einen ausreichend niedrigviskosen Klebstoff zu verwenden. Die Schwierigkeit ergibt sich hierbei dadurch, daß zur Herstellung einer einwandfreien leitenden Verbindung zwischen Trägerplatte und klebstoffseitiger Elektrode ein ausreichend hoher Aufpreßdruck aufgewandt werden muß. Damit dieser Anpreßdruck einerseits nicht zu hoch gewählt werden muß und andererseits ein guter Kontakt gewährleistet ist, muß ein Klebstoff verwendet werden, der beim Aushärten ausreichend dünnflüssig ist. Außerdem muß die Oberfläche der Träeemlatte durch Aufrauhen und/oder zusätzlich eingeritzte Riefen mit kontaktbildenden Mitteln versehen werden, welche die Kunststoffschicht zumindest punktweise verdrängen und elektrisch überbrücken. Dieses Verfahren ist relativ aufwendig und nicht automatisierungsfreundlich. Schon das Aushärten eines hierfür geeigneten Klebstoffes dauert bei 130°C 12 Stunden und ist daher bsi einer Massenfertigung unrentabel.
Bei der Anwendung der Verbundplatte als Telefjn-Piezowandler muß die Verbundplatte weich gelagert
ίο sein, damit die Schwingungen der Piezokeramik nicht beeinflußt werden. Aus diesem Grunde ist bei einer solchen Anwendung eine Druckfederkontaktierung — wie beim Betrieb der Uhren-Sunimerscheibe — nicht möglich, .;o daß an die Elektroden dünne, die Schwingungen nicht beeinflussende Anschlußdrähtchen oder -bändchen angelötet werden müssen. Damit dies möglich ist, ist es bereits bekannt (DE-AS 21 38 563), daß die klebstoffseitige Elektrode auf die Oberseite der Keramikscheibe herumgeführt werden muß. Für das Herumführen der Elektrode auf die Oberseite muß die Keramikscheibe beim Siebdrucken orientiert und zur Siebkonfiguration positioniert werden. Dies ist bei der bruchempfindlichen Piezokeramik und bei der erforderlichen Genauigkeit nicht unproblematisch.
Durch die US-PS 28 77 363 ist es bekannt, zur Kontaktierung von Piezow-tndlern als kontaktbildendes Mittel eine besonders gestaltete elektrische Zuleitung zu verwenden, die vor dem Fügevorgang auf die klebstoffbeschichtete Seite des Piezowandlers aufgelegt wird. Da die Dicke der elektrischen Zuleitung geringer ist als die Stärke der Klebstoffschicht, ist das mit dem Piezowandler in Kontakt tretende Ende der elektrischen Zuleitung wellenförmig ausgebildet, wobei die Amplitude dieser Wellen größer ist als die Dicke der Klebstoffschicht. Diese Ausbildung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn zwei zu einem Paar zusammengefügte Piezowandler kontaktiert werden sollen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ankleben eines elektrischen Bauteils mit einer flächenförmigen Elektrode an eine elektrisch leitende Trägerplatte und zum Kontaktieren der Elektrode mit der Trägerplatte durch die Klebstoffschicht hindurch zu schaffen, das nicht nur einfacher ist als die bekannten Verfahren, sondern auch universell einsetzbar und für eine Automatisierung geeignet ist.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 gelöst.
Die beiden erfindungsgemäßen Lösungen stimmen darin überein, daß die kontaktbildenden Mittel eine größere Höhe bzw. Dicke als die Klebstoffschicht aufweisen. Dabei wird im ersten Fall eine Trägerplatte verwendet, die als kontaktbildende Mittel eingeprägte Erhöhungen aufweist, während im zweiten Fall elektrisch leitende Teile verwendet werden, die durch Stanzen hergestellt sind und die so auf die klebstoffbeschichtete Trägerplatte aufgelegt werden, daß der Stanzgrat des Stanzteiles von der Klebstoffschicht wegweist. In beiden Fällen ist es dabei besonders vorteilhaft, als Klebemittel ein Copolymerisat zu verwenden. Dieses Klebemittel ist besonders geeignet für ein rationelles Kleben bei der Serienfertigung, da dieser Klebstoff nur eine relativ kurze Abbindezeit benötigt.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Zeichnung näher erläutert. Die F i g. 1 dient dabei lediglich zur Erläuterung des Standes der Technik, während die F i g. 2 bis 5 zwei Ausführungsbeispiele der
Erfindung zeigt
F i g. 1 zeigt eine als Verbundplatte ausgebildete Uhren-Summerscheibe im Schnitt Die Verbundplatte besteht aus einer Trägerplatte 1 aus elektrisch leitendem Material und einer scheiben- oder rechteckförmigen Piezokeramik 2, welche beidseitig und ganzflächig mit Elektroden 3 und 4 versehen ist Die mit den Elektroden 3 und 4 versehene Piezokeramik 2 ist mit der Trägerplatte 1 durch Kleben fest verbunden. Mit 5 ist ein Klebstoff bezeichnc-i, der — z. B. in flüssiger Form — vor dem Fügevorgang auf die Trägerplatte 1 aufgebracht wird. Wird ein im Verhältnis zur Klebstoff-Viskosität ausreichend hoher Aufpreßdruck während des Aushärtens aufgewandt und ist die Oberfläche der Trägerplatte 1 aufgerauht dann ist die klebstoffseitige Elektrode 4 mit der Trägerplatte 1 elektrisch leitend verbunden. Der Kontakt ist hier erwünscht und beabsichtigt da die Uhren-Summerscheibe in einfacher Weise zwischen einem starren Uhrengehäuse und einem federnden Druckkontakt betrieben wird.
Verwendet man als Trägerplatte 1 ein für rationelles Kieben geeignetes, auf einer Seite mit einem Copoiymerisat 5 beschichtetes Formteil, wie es Gegenstand der DE-OS 25 32 009 bildet dann ist der elektrische Kontakt zwischen klebstoffseitiger Elektrode 4 und Träger- platte 1 ohne besondere Maßnahmen — wegen der hohen Viskosität und Dicke des Klebstoffes 5 — nur mit verhältnismäßig großem Aufpreßdruck zu realisieren, was bei den meist dünnen Keramikscheiben 2 zu Bruch führen würde.
Bei der Anordnung nach F i g. 1 zur Kontaktierung der kiebstoffseitigen Elektrode 4 mit der Trägerplatte 1 ist man gezwungen, einen Klebstoff zu verwenden, der beim Aushärten ausreichend dünn ist Um einen sicheren Kontakt zu erhalten, ist es außerdem erforderlich, durch Aufrauhen der Oberfläche die Trägerplatte 1 entsprechend vorzubehandeln. Dieses Verfahren ist sehr aufwendig und nicht automatisierungsfreundlich.
Anhand der Fig.2 bis 5 wird nun das erfindungsgemäße Verfahren erläutert das gegenüber den bekann- ten Verfahren den erheblichen Vorteil hat, daß als Klebstoff ein mit einem Copolymerisat beschichtetes Formteil verwendet werden kann.
Wie F i g. 2 zeigt wird eine Trägerplatte 1 verwendet, die mit einer Copolymerisat-Schicht 5 versehen ist. Vor dem Heißkleben der Verbundplatte wird in die mit der Copolymerisat-Schicht 5 versehene Trägerplatte 1 eine oder mehrere Erhöhungen 6 geprägt, die im metallischen Teil ein wenig höher als die Klebstoffschicht 5 dick sein sollen, wie F i g, 2 zeigt.
Fig. 3 zeigt die kontaktierte Verbundplatte nach dem Heißverkleben. Die gemäß Fig.2 noch auf der Erhöhung 6 befindliche Klebstoffkuppe 7 wird beim Aufpressen der mit den Elektroden 3 und 4 belegten Piezokeramik 2 auf die erwärmte Trägerplatte 1 seitlich und vollständig in die plastifizierte Klebstoffschicht 5 verdrängt. Da die geprägte Erhöhung 6 höher als die Klebstoffschicht dick ist, kommt ein sicherer elektrischer Kontakt zwischen klebstoffseitiger Elektrode 4 und Trägerplatte 1 zustande. Vorzugsweise ist der zum Aufpressen der Piezokeramik erforderliche Aufpreßstempel metallisch hart, so daß die eingeprägte Erhöhung 6 um einen geringen Betrag zurückgedrückl wird, wie Fi g. 3 zeigt.
F i g. 4 und 5 zeigen ein anderes Ausführungsbeispici, <,*; wobei Fig.4 den Zi-stand vor dem Heißverkleben und Fig. 5 den Zustand nach dem Heißvcrkicben zeigen. Auch in diesem Falle kijnn wiederum eine mit einer Copolymerisat-Schichi 5 versehene Trägerplatte 1 verwendet werden, wobei vor dem Füge- und Klebvorgang auf die K!ebstoffschicht 5 ein oder mehrere elektrisch leitende Stanzteile 8 aufzulegen sind, deren Stärke dikker als die Klebstoffschicht 5 ist Das Stanzteil 8 ist so auf die Klebstoffschicht S aufgelegt daß sein Stanzgrat 9 von der Klebstoffschicht 5 wegweist Beim Aufpressen der Piezokeramik 2 auf die erwärmte Trägerplatte 1 wird das Stanzteil 8 durch die Klebstoffschicht 5 gedruckt Die typische Form des Stanzteiles 8 erleichtert das Eindnngen in den plastifizierten Klebstoff 5 sowie das seitliche Verdrängen des Klebstoffes während des Fügevorganges. Wie F i g. 5 zeigt wird nach dem Füge1 Vorgang der Stanzgrat 9 teilweise zusammengedrückt und dringt teilweise in die Elektrode 4 ein, wodurch ein guter elektrischer Kontakt zwischen klebstoffseitiger Elektrode 4 und Trägerplatte 1 hergestellt ist Das erfindungsgemäße Verfahren läßt also die Verwendung eines Copolymerisate als Klebstoff zu, der gegenüber den anderen bekannten Klebstoffen die Vorteile hat daß eine geringere Temperatur und eint·wesentlich kürzere Abbindezeit benötigt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Ankleben eines elektrischen Bauteils mit einer flächenförmigen Elektrode an eine elektrisch leitende Trägerplatte und zum Kontaktieren der Elektrode mit der Trägerplatte, wobei ein isolierender Klebstoff verwendet und kontaktbildende Mittel vorgesehen werden und das Bauteil unter Wärmeeinwirkung derart an die Trägerplatte angedrückt wird, daß die Klebstoffschicht mindestens punktweise durch die kontaktbildenden Mittel verdrängt und elektrisch überbrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trägerplatte (1) verwendet wird, die als kontaktbildende Mittel eingeprägte Erhöhungen (6) aufweist, die höher als die aufgetragene Klebstoff schicht (5) sind.
2. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadw Ji gekennzeichnet, daß als kontaktbiidende Mittel elektrisch leitende Teile (8) verwendet werden, die durch Stanzen hergestellt sind und deren Dicke einschließlich des Stanzgrats (9) höher als die aufgetragene Klebstoffschicht (5) ist und die so auf die klebstoffbeschichtete Trägerplatte (1) aufgelegt werden, daß der Stanzgrat (9) des Stanzteiles (8) von der Klebstoffschicht (5) wegweisL
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Z gekennzeichnet, durch die Verwendung eines Copolymerisats als Klebemittel.
DE2820403A 1978-05-10 1978-05-10 Verfahren zum Ankleben und zum Kontaktieren eines elektrischen Bauteils mit einer flächenförmigen Elektrode Expired DE2820403C2 (de)

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