Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische und/oder elektronische Einheit sowie ein Verfahren zum Kontaktieren einer elektrischen und/oder elektronischen Einheit.

Elektrische und/oder elektronische Einheiten benötigen eine elektrische Kontaktierung eines Elements der Einheit mit einer elektrischen Leitung z. B. in Form eines Drahtes oder einer Litze. Die elektrische Kontaktierung kann hierbei durch Widerstandsschweißen, Löten, Einklemmen der Leitung durch Schrauben, Bonden oder dergleichen erfolgen.

DE 30 49 737 beschreibt ein Kontaktierungsverfahren, wobei ein Draht in eine Metallhülse eingeführt und dann durch einen metallischen Kontaktstift festgeklemmt wird. Danach kann die Metallhülse zur elektrischen Kontaktierung verwendet werden.

DE 6751591 U1 beschreibt eine Verbindungshülse zur lötfreien Verbindung dünner isolierter elektrischer Leiter. Hierbei wird ein Leiter in eine Hülse eingeführt. Anschließend wird eine Schraube in die Hülse eingeführt und klemmt den Draht gegen die Hülse, so dass ein elektrischer Kontakt entstehen kann. Derartige Hülsen und Stifte sind jedoch kostenintensiv, insbesondere wenn Drähte mit einem geringen Durchmesser kontaktiert werden müssen, da die Stifte und die Hülsen die entsprechenden Toleranzen einhalten müssen.

In der prioritätsbegründenden deutschen Anmeldung hat das Deutsche Patent- und Markenamt die folgenden Dokumente recherchiert: DE 30 49 737 C2, DE 25 38 518 A1 , DE 1 1 00 121 A, DE 67 51 591 U, DE 22 43 352 A, GB 849 748 und US 3, 105,729.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches und/oder elektronisches Gerät mit einer verbesserten elektrischen Kontaktierung und ein Verfahren zur verbesserten elektrischen Kontaktierung eines elektronischen und/oder elektrischen Gerätes vorzusehen. Die Aufgabe wird durch ein elektrisches und/oder elektronisches Gerät nach Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zum Kontaktieren eines elektrischen und/oder elektronischen Gerätes nach Anspruch 5 gelöst.

Somit wird ein elektrisches und/oder elektronisches Gerät mit einer Kontaktierungseinheit zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes mit einem Draht mit einer Isolierung vorgesehen. Die Kontaktierungseinheit weist einen Kontaktierungsabschnitt auf, in welchem ein erstes Ende eines Drahtes eingeführt ist. Eine Kugel ist in den Kontaktierungsabschnitt derart eingeführt, dass die Kugel das erste Ende des Drahtes zwischen der Kugel und dem Kontaktierungsabschnitt einquetscht oder einklemmt und dabei die Isolierung des Drahtes entfernt, so dass ein elektrischer Kontakt entsteht.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Kontaktierungseinheit einen kegelförmigen Einführabschnitt auf.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Kontaktierungseinheit einen zylinderförmigen Kontaktierungsabschnitt auf. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Kontaktierungsabschnitt einen kegelförmigen oder kugelförmigen Boden auf.

Die Erfindung betrifft den Gedanken, ein elektrisches und/oder elektronisches Gerät mit mindestens einer Kontaktierungseinheit vorzusehen, welche einen Kontaktierungsabschnitt aufweist, in welchen ein Draht oder eine Litze einführbar ist. Der Draht oder die Litze weist eine Isolierung z. B. in Form einer Lackschicht auf. Eine Kugel kann z. B. in den Kontaktierungsabschnitt derart eingeführt werden, dass die Lackschicht (d. h. die Isolierung) dabei entfernt wird und der eingeführte Draht bzw. die eingeführte Litze gegen eine Wandung des Kontaktierungsabschnittes gedrückt wird, so dass ein elektrischer Kontakt entsteht. Die Erfindung betrifft einen Gedanken, dass Metallkugeln innerhalb sehr enger Fertigungstoleranzen erheblich günstiger herzustellen sind als die Hülsen und Kontaktstifte gemäß dem Stand der Technik. Somit wird erfindungsgemäß anstatt einer Hülse und einem Kontaktstift zu verwenden, zumindest ein teilweise zylindrisch förmiger Kontaktierungsabschnitt mit einer Kugel als Klemmelement verwendet. Das erfindungsgemäße Kontaktierungsverfahren ist insbesondere vorteilhaft wenn ein Draht mit einer Isolationsschicht, z. B. einer Lackschicht, verwendet wird. Hierbei wird durch Einquetschen oder Einklemmen des Drahtes bei der Einführung der Kugel die Lackschicht bzw. Isolations- schicht entfernt. Damit ist es durch Einquetschen bzw. Einklemmen des Drahtes durch Einführen der Kugel in einem einzigen Arbeitsschritt möglich, die Isolationsschicht des Drahtes zu entfernen, den Draht zu fixieren und einen elektrischen Kontakt herzustellen. Dabei treten weder hohe Temperaturen noch hohe Kräfte auf, welche umliegende Bautei- le bzw. Bauelemente schädigen könnten.

Die Erfindung betrifft ebenfalls einen elektroakustischen Wandler mit der oben beschriebenen Kontaktierungseinheit zum Herstellen eines elektrischen Kontaktes mit einem Draht. Bei einem elektroakustischen Wandler können z. B. Spulen für den elektroakustischen Wandler (Hörer- oder Mikrofon-Wandler) aus Kupferdraht bzw. Aluminiumdraht gewickelt werden. Mit der erfindungsgemäßen Kontaktierungseinheit kann dieser Spulendraht entsprechend elektrisch kontaktiert werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer elektrischen und/oder elektronischen Einheit gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer elektrischen und/oder elektronischen Einheit gemäß der Erfindung. Die elektrische und/oder elektronische Einheit 100 weist mindestens eine Kontaktierungseinheit 200 auf, welche dazu dient, einen Draht oder eine Litze 400 (mit einer Isolierung oder Isolationsschicht) mit dem elektrischen und/oder elektronischen Gerät 100 zu kontaktieren.

Optional weist die Kontaktierungseinheit einen kegelförmigen Einführabschnitt 220 und einen (zylinderförmigen) Kontaktierungsabschnitt 210 auf. Ferner ist eine Kugel oder eine zumindest teilweise kugelförmige Einheit 300 vorgesehen, welche einen Außendurch- messer aufweist, der dem Innendurchmesser der Kontaktierungseinheit im Wesentlichen entspricht, so dass die Kugel 300 in den Kontaktierungsabschnitt einführbar ist. Ein Ende 410 eines Drahtes oder einer Litze 400 mit der Isolierung oder Isolationsschicht wird in die Kontaktierungseinheit 200 bis in den Kontaktierungsabschnitt 210 eingeführt. Anschließend wird die Kugel 300 in der Kontaktierungseinheit 210 platziert, so dass das freie Ende 410 des Drahtes bzw. der Litze 400 zwischen der Kugel 300 und dem Kontaktierungsabschnitt 210 eingeklemmt ist, so dass es zu einer Abisolierung der Isolations- schicht und einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem Draht oder der Litze 400 und dem Kontaktierungsabschnitt 210 kommt.

Gemäß der Erfindung erfolgt die elektrische Kontaktierung des Drahtes oder der Litze 400 mit einem Kontaktierungsabschnitt 210 durch Quetschen des Drahtes oder der Litze gegen den Kontaktierungsabschnitt 210. Dies erfolgt erfindungsgemäß durch eine Kugel 300, welche in dem Kontaktierungsabschnitt 210 platziert wird, nachdem der Draht bzw. die Litze eingeführt worden ist.

Optional kann der Draht bzw. die Litze 400 als ein Lackdraht wie beispielsweise ein Kupferlackdraht ausgestaltet sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft, weil damit ein gas- dichter Abschluss erreicht werden kann. Falls eine gasdichte Kontaktierung bzw. ein gasdichter Abschluss nicht möglich ist, dann besteht die Gefahr der Korrosion aufgrund von Feuchtigkeit.

Gemäß der Erfindung kann ein derartiger Draht in Spulen verwendet werden, die beispielsweise in Mikrofone oder elektroakustische Schallwandler eingebaut sind. Der Isola- tionslack dient der Isolation des Drahtes und der optional darüber liegende Backlack kann bei Erhitzung verflüssigt werden und dient dann beim Wickeln der Spule als Klebstoff zwischen einzelnen Windungen.

Die erfindungsgemäße Kontaktierung ist jedoch nicht auf einen derartigen Draht beschränkt, sondern kann bei einem Draht ohne Lack, bei einem Draht mit lediglich einem Isolationslack oder bei einem Draht mit einem Isolationslack und einem Backlack sowie bei anders beschichteten Drähten eingesetzt werden.

Gemäß der Erfindung kann die Kontaktierungseinheit z. B. in einer Elektrode vorgesehen sein. Die Kontaktierungseinheit mit dem Einführabschnitt 220 und dem Kontaktierungsabschnitt 210 kann beispielsweise in die Elektrode gebohrt werden. Nachdem die Kugel 300 in den kegelförmigen Einführabschnitt 220 gelegt worden ist, wird sie bis auf den Boden des Kontaktierungsabschnittes 210 gedrückt. Optional kann ein kegelförmiger oder kugelförmiger Boden 230 in der Kontaktierungseinheit vorgesehen sein, damit die Kugel 300 weiter in den Kontaktierungsabschnitt 210 eingeführt werden kann. Dadurch wird der Draht zwischen der Kugel 300 und der Wandung des Kontaktierungsabschnittes 210 eingequetscht, so dass eine Quetschstelle an der Wandung des Kontaktierungsabschnittes 210 vorgesehen sein kann. Gemäß der Erfindung entsteht ein elektrischer Kontakt über die Kugel 300 oder über die Wandung des Kontaktierungsabschnittes 210 mit dem Draht.

Der Kontaktierungsabschnitt 210 kann z. B. eine Bohrung in einem Element des elektrischen oder elektronischen Gerätes 100 darstellen. Dieses Element kann z. B. ein metalli- sches Element darstellen, um eine elektrische Kontaktierung zu ermöglichen.

Die nachfolgende Tabelle 1 zeigt eine erste Messung und die nachfolgende Tabelle 2 zeigt eine zweite Vergleichsmessung.

Tabelle 1

Elektrode Kontakt 1 Kontakt 2 Kontakt 3 Kontakt 4 Kontakt 5

1 0,4 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω

2 0,5 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω

3 0,4 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω

4 0,5 Ω 0,5 Ω 0,4 Ω 0,5 Ω 0,4 Ω

5 0,5 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω

6 0,5 Ω 0,4 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω

7 0,5 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω

8 0,5 Ω 0,5 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω 0,5 Ω

9 0,4 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω

10 0,4 Ω 0,5 Ω 0,4 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω

11 0,4 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω

12 0,5 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω

13 0,4 Ω 0,5 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω 0,5 Ω

14 0,4 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω

15 0,5 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω 0,5 Ω

16 0,4 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω 0,5 Ω 0,4 Ω

17 0,4 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω 0,5 Ω

Mittelwert: 0,4 Ω 0,5 Ω 0,4 Ω 0,4 Ω 0,5 Ω

Standardabw. 0,05 Ω 0,05 Ω 0,05 Ω 0,05 Ω 0,05 Ω Tabelle 2

Differenzen hinsichtlich des elektrischen Widerstandes zwischen der ersten und zwejten Messung können auf Übergangswiderstände an den Kontaktklemmen zurück geführt werden. In der nachfolgenden Tabelle 3 ist eine dritte Messung dargestellt.

Tabelle 3

Die erste Messung erfolgte nach der Kontaktierung, die zweite Messung erfolgte nach 10 Tagen bei einer Luftfeuchtigkeit von 90% und einer Temperatur von 40°C und die dritte Messung erfolgte nach einer Lagerung bei einer Luftfeuchtigkeit von 90% und einer Temperatur von 40°C.

Nachfolgend ist in der Tabelle 4 eine vierte Messung nach einem Schwingtest dargestellt. Tabelle 4

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Kupferlackdraht eine Breite von z. B. 200 μιτι aufweisen. Der Kupferlackdraht bzw. der Metalllackdraht weist eine Isolationslackschicht und optional darüber eine Backlackschicht auf. Die Dicke des Backlackes kann beispielsweise 1 1 μητι betragen. Die Dicke der Isolationsschicht des Drahtes kann 14 μητι betragen. Der Durchmesser des Kontaktierungsabschnittes bzw. des Kontak- tierungszylinders kann 1 ,05 mm betragen. Das Basismaterial kann beispielsweise gebeiztes Messing darstellen. Die Kugel kann beispielsweise aus Stahl hergestellt werden und einen Durchmesser von 1 mm aufweisen.

Gemäß der Erfindung kann ein derartiger Draht in Spulen verwendet werden, die beispielsweise in Mikrofone oder elektroakustische Schallwandler eingebaut sind. Der Isolationslack dient der Isolation des Drahtes und der optional darüber liegende Backlack kann bei Erhitzung verflüssigt werden und dient dann beim Wickeln der Spule als Klebstoff zwischen einzelnen Windungen.

Die erfindungsgemäße Kontaktierung ist jedoch nicht auf einen derartigen Draht beschränkt, sondern kann bei einem Draht ohne Lack, bei einem Draht mit lediglich einem Isolationslack oder bei einem Draht mit einem Isolationslack und einem Backlack sowie bei anders beschichteten Drähten eingesetzt werden.

Der Draht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur elektrischen Kontaktierung kann einen metallischen Draht darstellen, insbesondere Aluminium oder Kupfer.

Gemäß der Erfindung weisen die zu kontaktierenden Drähte einen Metalldurchmesser von 20 μιτι bis 500 μιτι auf. Der Durchmesser des Drahtmetalls kann beim Einklemmen in Quetschrichtung um mindestens 50% aber um höchstens 90% verringert werden. Wenn der Durchmesser des Drahtmetalls um weniger als 50% reduziert wird, dann kann es vorkommen, dass der Draht nicht sicher sitzt. Wenn der Durchmesser des Drahtmetalls um mehr als 90% reduziert wird, dann kann der Draht brechen. Bevorzugt wird ein Wert von 75% gewählt.

Bei einem Draht mit einem Durchmesser von 200 μιτι soll die Differenz zwischen dem Innendurchmesser des Kontaktierungsabschnittes 210 und dem Durchmesser der Kugel 300 zwischen 100 μιτι (entspricht 50% Verringerung) und 20 μιτι (entspricht 90% Verringerung) liegen. In dem oben genannten Beispiel mit einem Bohrungsdurchmesser von 1 ,050 mm und einer Kugel von 1 mm beträgt die Differenz im Nennmaß 50 μιτι. Die Differenz der beiden Durchmesser sollte also maximal um 30 μιτι nach unten und um 50 μιη nach oben abweichen.

Entsprechende Toleranzen können zwischen der Bohrung für den Kontaktierungsab- schnitt und der Kugel verteilt werden. Beispielsweise kann die Toleranz für den Durch- messer des Kontaktierungsabschnittes ± 20 μιτι betragen und die Toleranz für die Durchmesser der Kugel kann ± 10 μιτι betragen.

Gemäß der Erfindung ändert sich die zulässige Toleranz mit dem Durchmesser des verwendeten Drahtes. Wenn der Draht viel dünner ist, so ist auch das zulässige Fenster der Differenz der Durchmesser entsprechend kleiner. Bei einem Draht von 20 μιτι Durch- messer ergäbe sich bei einer Bohrung von 1 ,050 mm ein Kugeldurchmesser von 1 ,045 mm bei einer Toleranz von ± 2 μητι für die Bohrung und ± 1 μητι für die Kugel. Gemäß der Erfindung sollte die zulässige Toleranz für den Kugeldurchmesser etwa 5% der Dicke des Drahtes nicht überschreiten. Gemäß der Erfindung ist das Material der Kugel fester als das Material des Drahtes, so dass das Material des Drahtes bei einem Einführen und Einklemmen der Kugel verformt wird. Gemäß der Erfindung kann die Kugel aus Stahl hergestellt werden.