EP3213367A1 - Hochfrequenz-smd-crimp - Google Patents

Hochfrequenz-smd-crimp

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Publication number
EP3213367A1
EP3213367A1 EP15787616.0A EP15787616A EP3213367A1 EP 3213367 A1 EP3213367 A1 EP 3213367A1 EP 15787616 A EP15787616 A EP 15787616A EP 3213367 A1 EP3213367 A1 EP 3213367A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
circuit board
crimp
antenna
electrically conductive
printed circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15787616.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik SCHAICH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hirschmann Car Communication GmbH
Original Assignee
Hirschmann Car Communication GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hirschmann Car Communication GmbH filed Critical Hirschmann Car Communication GmbH
Publication of EP3213367A1 publication Critical patent/EP3213367A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/7076—Coupling devices for connection between PCB and component, e.g. display
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/10—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation
    • H01R4/18—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
    • H01R4/182—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for flat conductive elements, e.g. flat cables

Definitions

  • the invention relates to an antenna system, in particular for a vehicle, comprising a printed circuit board and an antenna support having at least one electrically conductive structure for transmitting and / or receiving high-frequency signals, wherein the at least one electrically conductive structure via a crimp with crimped blades with a conductor of the circuit board electrically is contacted, according to the features of the preamble of claim 1, and generally a crimped connection.
  • Such antenna systems in which electrically conductive structures form antenna structures which are arranged on an antenna carrier, for example a plastic film, and in which the at least one electrically conductive structure with an electronic device, the printed circuit board with a conductor thereon, which is a point of contact forms, are known.
  • the antenna carrier with the antenna structures can, for example, be arranged plane-parallel to a vehicle window (for example in the region of the black print) visible or invisible, whereby the electrical contact with the electronic device, for example a frequency converter, a matching network, an amplifier or the like, takes place the electronic device is housed in a suitable space in the vehicle.
  • the materials used for the antenna carrier and for the electronic device are different from each other, so it is necessary to separately produce the antenna carrier with the conductive structures on the one hand and the electronic device with its printed circuit board on the other hand.
  • a crimp connector For electrical contacting of an antenna structure on an antenna carrier with an associated contact point of a conductor track on a printed circuit board of the electronic device, a crimp connector has already become known. Such a crimp connector used in a corresponding antenna system is shown in the prior art in FIG.
  • Figure 1 shows an antenna system 1 with a printed circuit board 2 of an electronic device, not shown, wherein on the circuit board 2 a likewise not shown conductor track or a contact point of such a conductor path is present.
  • an antenna support 3 is manufactured and arranged, wherein on the antenna support 3 not shown electrically conductive structures forming antenna structures are applied.
  • a crimp 4 is used to the electrically conductive structure, in particular whose end region to be able to connect to the contact point of the conductor track of the printed circuit board 2 of the electronic device.
  • This known crimp connector 4 has Crimperiel 5 (here four Crimperiel 5) and in the axial extent a Lötfahne 6.
  • the crimp 4 is stung by means of a special press through the antenna support 3 and then mechanically deformed the Crimperiel 5 in the region of the electrically conductive structure or in the region of the contact point.
  • a crimp connector 4 is shown in the undeformed state and in the right-hand part of FIG. 1 in the deformed state, wherein it can be seen that the crimp wings 4 are unbent in the direction of the electrically conductive structure, so that this region is not only mechanical set, but also contacted electrically.
  • a soldering lug 6 of the crimp connector 4 is required, which considerably increases this crimping connector 4.
  • the crimp connector 4 stands out clearly by means of this solder tail 6 at the edge of the printed circuit board 2 (board edge) or has a difficult repeatable distance to the printed circuit board 2 in the case of mass production of antenna systems.
  • These properties in particular limit the possible applications in a good high-frequency design for such an antenna system disadvantageous, because it is particularly important here that no impedance jumps are present in the supply line, since such impedance jumps generate reflections, which leads to a loss of power and this in turn to a significantly deteriorated performance of the antenna system.
  • the crimp connector 4 is soldered after deformation with the Lötfahne 6 with the contact point on the circuit board 2, so that special temperature characteristics of the antenna carrier 3 are required.
  • This process is a further processing step, which costs time and money, since the antenna support 3 must either be made of high temperature resistant material and / or shielded against the soldering in an appropriate manner. It is therefore an object of the invention to improve a generic antenna system with respect to its mechanical structure, thereby simultaneously improving the performance characteristics of the antenna system. In addition, an improved crimp connection is to be provided for use in an antenna system, but also for applications beyond that.
  • the crimp connector is soldered onto the conductor track of the printed circuit board (without having the known solder tail) and that the electrically conductive structure in the contact region with the crimp connector is arranged approximately plane-parallel to the printed circuit board.
  • a Crimperieln crimp is provided, which is mounted on the circuit board and soldered to the electrically conductive structure of the circuit board.
  • the crimp connector can be soldered in a simple manner to the printed conductor (or to a contact point of the printed conductor specially designed for this purpose). This can be done either individually by hand or in a particularly advantageous manner in a solder bath.
  • the crimp connector is designed as an SMD crimp connector, so that the SMD technology (surface-mounted device technique) can be used. This offers itself from all things in the series production of such antenna systems or in general for the realization of crimp connections. This soldering is done in an advantageous manner completely independent of the antenna carrier, so that it does not have to have high temperature properties.
  • the region of the electrically conductive structure to be contacted with the crimping connector is arranged approximately plane-parallel to the printed circuit board and by deformation the Crimperiel mechanically fixed and contacted at the same time.
  • This crimp connection is a highly durable and long-lasting reliable contact that has been tried, so that thereby the electrically conductive structure is reliably and permanently connected to the associated contact point of the circuit board of the electronic device.
  • a further advantage of this solution is the fact that the impedance in the contact region is favorably and purposefully influenced by the degrees of freedom, such as the different thicknesses of the antenna carrier and / or printed circuit board and the materials used for the electrically conductive structures and the conductor track, as well as the materials and geometries of the crimp connector can be.
  • This design has the decisive advantage that, if at all, only a few transition losses occur and the impedance jumps that are disadvantageous in the prior art are either completely or largely avoided, thereby significantly increasing the performance of the antenna system.
  • a plurality of crimp connectors are arranged side by side on the printed circuit board.
  • a plurality of electrically conductive structures are arranged on the antenna carrier in a corresponding manner. This can be done in a simple manner by bringing the antenna carrier with the on the circuit board arranged Crimpsteckverbindern fast, easy and efficient contact can be achieved.
  • the antenna carrier overlaps with one of its longitudinal sides at least partially, in particular completely, the printed circuit board. Due to this layer construction, contacting of several crimp connectors with a plurality of antenna structures results in a good contact with good impedance matching at the same time, so that even with more than one antenna structure no or only little transition loss occurs on the antenna support.
  • a contact point of the electrically conductive structure is arranged on a tab projecting from a longitudinal side of the antenna carrier and contacted electrically by the crimp connector.
  • a contacting of a crimp connector with a contact point on a tab takes place one after the other, whereas when the contact points or end regions of the antenna structures are guided to the side area of the antenna carrier, contacting of all contact points of the antenna structures with the crimp connectors occurs simultaneously the printed circuit board of the electronic device takes place when this side area of the antenna carrier overlaps placed on the side region of the circuit board and moved plane-parallel to each other.
  • the antenna carrier recesses for the implementation of the Crimpulatel of the crimp in the not yet deformed state. This means that recesses are punched in the antenna support, for example, through which the crimps projecting upwards from the printed circuit board are carried out when a side region of the antenna support is moved in an overlapping plane parallel to the surface of the printed circuit board. This facilitates the process of bringing together and, moreover, the crimps have sufficient space and are not disturbed by material of the antenna carrier during deformation.
  • the antenna carrier is suitable and designed for piercing the crimping prong of the crimp connector in the not yet deformed state.
  • geometry and material properties of both the Crimperiel and the antenna carrier must be coordinated so that when the tips of Crimperiel the antenna carrier to pierce (possibly with the aid of a press or a punch) still no deformation or only a very minor Deformation of the Crimperiel takes place, so that they are then purposefully deformed for the purpose of mechanical fixation and electrical contacting.
  • the antenna carrier is a plastic film.
  • plastic film has the advantage that it can be easily and simply provided with the electrically conductive structures (for example by an imprinting process), at the same time can be adapted to the geometry in the installation space (or the installation surface) and also puncture the crimping prongs or ., the punching for the recesses for the implementation of Crimperiel realized easily.
  • the plastic film may be plastically or thermally deformed in order to adapt it to the contact area on the printed circuit board and / or the installation space of the conductor structure arranged on the antenna carrier preferably before or during or even after installation.
  • a printed circuit board which has a soldering surface, for example a conductor track or a contact point at the end of the conductor track, on which the crimp connector is soldered.
  • This is a connecting part formed of printed circuit board and crimp available.
  • the crimp connector has protruding Crimperiel, which form a contact area. In this contact region, an electrically conductive structure is inserted, then bent the Crimperiel to produce in this way the crimped connection and thus the electrical contact between the conductor track of the printed circuit board and the electrically conductive structure.
  • the electrically conductive structure may be, for example, an electrical conductor of a cable, in particular the Inner conductor of a coaxial cable, act.
  • electrically conductive structures are conceivable.
  • it may be a metal foil, which is either inserted into the intermediate region between the crimped blades and then the crimp blades are bent over.
  • the metal foil it is likewise conceivable for the crimped blades to pierce this metal foil or for the metal foil to have recesses through which the crimped blades can be made. After this has been done (passage or piercing) the crimp blades are bent over.
  • the crimp connector which is soldered onto the printed circuit board, advantageously forms the crimped connection.
  • a plastic film to the crimp connection, wherein the plastic film is laid flat on the printed circuit board, so that in this case an electrically conductive structure which is applied to the plastic film, in the contact region of the crimp, in particular between the Crimerieln Crimp connector, is arranged.
  • the plastic film is pierced by placing the plastic film on the circuit board or it has recesses through which the Crimperiel are performed.
  • the one unit is the electrically conductive structure (for example, an electrical conductor, metal foil or plastic film having an electrically conductive structure thereon) which is to be connected to a crimp connector to make a crimped connection.
  • the second unit is formed by a printed circuit board to which the crimp connector is soldered.
  • This crimp connector formed in this way can be produced simply, quickly and simply by forming the crimp connector as an SMD component, placing it on the printed circuit board at the desired location and then soldering it. This is done in a particularly preferred manner in a Lötbadmycin. After these two units have been produced separately from each other, they are combined for the purpose of spatial arrangement to one another and production of an electrical contact. introduced.
  • the contact region of the electrically conductive structure for example end region of the cable, correspondingly shaped end region of the metal foil (for example elongated contact region) or, for example, strip-shaped region of the plastic film has an electrically conductive structure (in particular in oblong shape) arranged there the crimp connector is associated.
  • This is done by placing the contact region of the electrically conductive structure from above toward the surface of the printed circuit board on which the crimp connector is located, and then bending over the crimp prong of the crimp connector so as to mechanically fix the contact region of the electrically conductive structure and at the same time make electrical contact.
  • FIGS. 2 and 3 The manufacturing process and the design of such an antenna system are shown by way of example in FIGS. 2 and 3 and described below.
  • crimp 4 formed in particular as an SMD component and designed differently from the known crimp connector is arranged. This arrangement is carried out by soldering the crimp connector 4 on the conductor track and can be supported by a mechanical fixing.
  • the crimp connector 4 is arranged approximately in the side region of the printed circuit board 2 and in such a case, for example, in an end region of the conductor or with a specially provided there contact point in which the conductor opens, soldered.
  • the crimp 4 can also be arranged in other areas (up in about the middle of the circuit board 2) on the circuit board 2 at a suitable location. This applies also for more than one crimp connector 4, wherein, for example, a plurality of crimp connectors 4 can be present in a row next to one another, in groups, or completely scattered over the printed circuit board 2.
  • SMD technology an accurate positioning of the respective crimp connector 4 is possible, so that a plurality of crimp connectors 4 can be contacted with a pressing operation with the respective contact points of the antenna carrier 3.
  • This accurate positioning (precision) of the crimp connector in particular in the series production of antenna systems, a repeatable geometry and thus a repeatable impedance can be produced in an advantageous manner.
  • Figure 3 shows the contact made, it can be seen that the antenna support 3 (in particular a plastic film) with a protruding tab 7, which is arranged plane-parallel on the circuit board 2, the electrically conductive structure on the antenna support 3 with the crimp 4 on the Circuit board mechanically fixed and was electrically contacted, in which the Crimperiel 5 of the crimp 4 have been bent.
  • the antenna carrier 3 the plastic film
  • the antenna carrier 3 the plastic film
  • the plastic film with one of its longitudinal sides overlaps at least partially, in particular completely, one of the longitudinal sides of the printed circuit board 2, so that in FIG illustrated embodiment with the tab 7 is only a particular embodiment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Antennensystem (1), insbesondere für ein Fahrzeug, aufweisend eine Leiter-platte (2) sowie einen Antennenträger (3) mit zumindest einer elektrisch leitfähigen Struktur zum Senden und / oder Empfangen hochfrequenter Signale, wobei die zumindest eine elektrisch leitfähige Struktur über einen Crimpverbinder (4) mit Crimpflügeln (5) mit einer Leiterbahn der Leiterplatte (2) elektrisch kontaktiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Crimpverbinder (4) auf der Leiterbahn der Leiterplatte (2) aufgelötet ist und dass die elektrisch leitfähige Struktur im Kontaktbereich mit dem Crimpverbinder (4) in etwa planparallel zu der Leiterplatte (2) an-geordnet ist.

Description

Hochfrequenz-SMD-Crimp
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Antennensystem, insbesondere für ein Fahrzeug, aufweisend eine Leiterplatte sowie einen Antennenträger mit zumindest einer elektrisch leitfähigen Struktur zum Senden und/oder Empfangen hochfrequenter Signale, wobei die zumindest eine elektrisch leitfähige Struktur über einen Crimpverbinder mit Crimpflügeln mit einer Leiterbahn der Leiterplatte elektrisch kontaktiert ist, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 , sowie allgemein eine Crimpverbindung.
Solche Antennensysteme, bei denen elektrisch leitfähige Strukturen Antennenstrukturen bilden, die auf einem Antennenträger, zum Beispiel einer Kunststofffolie, angeordnet sind, und bei denen die zumindest eine elektrisch leitfähige Struktur mit einem elektronischen Gerät, das eine Leiterplatte mit einer darauf befindlichen Leiterbahn, die einen Kontaktpunkt bildet, aufweist, sind bekannt. Der Antennenträger mit den Antennenstrukturen kann beispielsweise planparallel zu einer Fahrzeugscheibe (zum Beispiel im Bereich des Schwarzdruckes) sichtbar oder unsichtbar angeordnet werden, wobei die elektrische Kontaktierung mit dem elektronischen Gerät, zum Beispiel ein Frequenzwandler, ein Anpassungsnetzwerk, ein Verstärker oder dergleichen, erfolgt, wobei das elektronische Gerät in einem geeigneten Bauraum in dem Fahrzeug untergebracht wird. Mit diesem Antennensystem ist es möglich, hochfrequente Signale entweder über die Antennenstrukturen abzustrahlen (Senden) oder über die Antennenstrukturen zum Empfangen, dem elektronischen Gerät und gegebenenfalls weiteren Geräten zuzuleiten, um die empfangenen hochfrequenten Signale sichtbar und/oder hörbar zu machen.
Die verwendeten Materialien für den Antennenträger und für das elektronische Gerät unterscheiden sich voneinander, sodass es erforderlich ist, den Antennenträger mit den leitfähigen Strukturen einerseits und das elektronische Gerät mit seiner Leiterplatte andererseits getrennt voneinander herzustellen. Um jedoch die Funktion des Antennensystems realisieren zu können, ist es erforderlich, Antennenstrukturen auf dem Antennenträger mit dem elektronischen Gerät zu kontaktieren. Dabei ist es wichtig, nicht nur die mechanischen Eigenschaften des Anschlusses des Antennenträgers an das elektronische Gerät zu berücksichtigen, da in Fahrzeugen sehr raue Umgebungsbedingungen (wie Feuchtigkeit, Temperaturwechsel, Vibrationen und dergleichen) herrschen, sondern auch die hochfrequenten Eigenschaften zu berücksichtigen.
Zur elektrischen Kontaktierung einer Antennenstruktur auf einem Antennenträger mit einem zugehörigen Kontaktpunkt einer Leiterbahn auf einer Leiterplatte des elektronischen Gerätes ist schon ein Crimpverbinder bekannt geworden. Ein solcher Crimpverbinder, der bei einem entsprechenden Antennensystem verwendet wird, ist gemäß dem Stand der Technik in Figur 1 dargestellt.
Figur 1 zeigt ein Antennensystem 1 mit einer Leiterplatte 2 eines nicht näher dargestellten elektronischen Gerätes, wobei auf der Leiterplatte 2 eine ebenfalls nicht dargestellte Leiterbahn bzw. ein Kontaktpunkt einer solchen Leiterbahn vorhanden ist. Separat davon wird ein Antennenträger 3 hergestellt und angeordnet, wobei auf dem Antennenträger 3 nicht darstellte elektrisch leitfähige Strukturen, die Antennenstrukturen bilden, aufgebracht sind. Um die elektrisch leitfähige Struktur, insbesondere dessen Endbereich, mit dem Kontaktpunkt der Leiterbahn der Leiterplatte 2 des elektronischen Gerätes verbinden zu können, wird ein Crimpverbinder 4 verwendet. Dieser bekannte Crimpverbinder 4 weist Crimpflügel 5 (hier vier Crimpflügel 5) sowie in axialer Erstreckung eine Lötfahne 6 auf. Der Crimpverbinder 4 wird mithilfe einer speziellen Presse durch den Antennenträger 3 gestochen und dann die Crimpflügel 5 im Bereich der elektrisch leitfähigen Struktur bzw. im Bereich deren Kontaktpunkt mechanisch verformt. In der linken Darstellung der Figur 1 ist ein solcher Crimpverbinder 4 in unverformten und im rechten Teil der Figur 1 im verformten Zustand dargestellt, wobei erkennbar ist, dass die Crimpflügel 4 in Richtung der elektrisch leitfähigen Struktur ungebogen sind, sodass dadurch dieser Bereich nicht nur mechanisch festgelegt, sondern auch elektrisch kontaktiert wird. Für die mechanische und elektrische Anbindung des Antennenträgers 3 an die Leiterplatte 2 ist eine Lötfahne 6 des Crimpverbinders 4 erforderlich, was diesen Crimpverbinder 4 erheblich vergrößert. Außerdem steht der Crimpverbinder 4 durch diese Lötfahne 6 am Rand der Leiterplatte 2 (Platinenrand) deutlich heraus oder hat im Falle einer Serienproduktion von Antennensystemen einen schwer wiederholbaren Abstand zu der Leiterplatte 2. Gerade diese Eigenschaften schränken die Einsatzmöglichkeiten in einem guten Hochfrequenzdesign für ein solches Antennensystem nachteilig ein, weil es hier besonders wichtig ist, dass keine Impedanzsprünge im Zuleitungsbereich vorhanden sind, da solche Impedanzsprünge Reflektionen erzeugen, die zu einem Leistungsverlust und dies wiederum zu einer deutlich verschlechterten Performance des Antennensystems führt. Üblicherweise wird der Crimpverbinder 4 nach dem Verformen mit der Lötfahne 6 mit dem Kontaktpunkt auf der Leiterplatte 2 verlötet, sodass besondere Temperatureigenschaften des Antennenträgers 3 erforderlich sind. Dieser Prozess ist ein weiterer Verarbeitungsschritt, der Zeit und Geld kostet, da der Antennenträger 3 entweder aus hochtemperaturfestenn Material bestehen muss und/oder gegen den Lötvorgang in geeigneter Weise abgeschirmt werden muss. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Antennensys- tem hinsichtlich seines mechanischen Aufbaus zu verbessern, sodass dadurch die Performanceeigenschaften des Antennensystems gleichzeitig verbessert werden. Außerdem soll für die Anwendung bei einem Antennensystem, aber auch für darüber hinausgehende Anwendungen, eine verbesserte Crimpverbindung bereit gestellt werden.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Crimpverbinder auf der Leiterbahn der Leiterplatte aufgelötet ist (ohne dass er die bekannte Lötfahne aufweist) und dass die elektrisch leitfähig Struktur im Kontaktbereich mit dem Crimpverbinder in etwa planparallel zu der Leiterplatte angeordnet ist. Allgemein ist ein Crimpverbinder mit Crimpflügeln vorgesehen, der auf die Leiterplatte aufgesetzt ist und mit der elektrisch leitfähigen Struktur der Leiterplatte verlötet wird.
Dies hat zum einen den Vorteil, dass der Crimpverbinder auf einfache Art und Weise auf der Leiterbahn (bzw. einem extra dafür ausgebildeten Kontaktpunkt der Leiterbahn) aufgelötet werden kann. Dies kann entweder einzeln von Hand oder in besonders vorteilhafter Weise in einem Lötbad erfolgen. In ganz besonders vorteilhafter Weise ist der Crimpverbinder als SMD-Crimpverbinder ausgebildet, sodass die SMD- Technik (Surface-Mounted-Device-Technik) benutzt werden kann. Dies bietet sich von allen Dingen bei der Serienherstellung solcher Antennensysteme bzw. allgemein zur Realisierung von Crimpverbindungen an. Dieser Lötvorgang erfolgt in vorteilhafter Weise vollkommen unabhängig von dem Antennenträger, sodass dieser keine Hochtemperatureigenschaften aufweisen muss. Nachdem auch der Antennenträger mit seinen elektrisch leitfähigen Strukturen hergestellt worden ist (zum Beispiel durch Aufdrucken der Antennenstrukturen in einem Siebdruckverfahren mittels Silberpolymerpaste), wird derjenige Bereich der elektrisch leitfähigen Struktur, die mit dem Crimpverbinder kontaktiert werden soll, in etwa planparallel zu der Leiterplatte auf dieser angeordnet und mittels Verformung der Crimpflügel mechanisch festgelegt und gleichzeitig kontaktiert. Diese Crimpverbindung ist eine äußerst beständige und langlebige zuverlässige Kontaktierung, die erprobt ist, sodass dadurch die elektrisch leitfähige Struktur zuverlässig und dauerhaft mit dem zugehörigen Kontaktpunkt der Leiterplatte des elektronischen Gerätes verbunden wird. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass durch die Freiheitsgrade wie unterschiedliche Dicke von Antennenträger und/oder Leiterplatte und der verwendeten Materialien für die elektrisch leitfähigen Strukturen und die Leiterbahn sowie der Materialien und Geometrien des Crimpverbinders die Impedanz im Kontaktbereich günstig und zielgerichtet beeinflusst werden kann. Dies führt in vorteilhafter Weise zu einer sehr guten Impedanzanpassung zwischen dem Layout der Leiterplatte und dem Layout des Antennenträgers mit den miteinander kontaktierten elektrisch leitfähigen Strukturen und Leiterbahnen. Dieser Aufbau hat den entscheidenden Vorteil, dass, wenn überhaupt, nur wenig Übergangsverluste auftreten und die im Stand der Technik nachteiligen Impedanzsprünge entweder gänzlich oder weitestgehend vermieden werden, sodass dadurch die Performance des Antennensystems deutlich gesteigert wird.
In Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Crimpverbinder nebeneinander auf der Leiterplatte angeordnet. In entsprechender Weise sind korrespondierend dazu mehrere elektrisch leitfähige Strukturen (bzw. deren Kontaktpunkte bzw. Endbereiche) auf dem Antennenträger angeordnet. Dadurch kann auf einfache Art und Weise durch das in Verbindung bringen des Antennenträgers mit den auf der Leiterplatte angeordneten Crimpsteckverbindern schnell, einfach und rationell eine Kontaktierung erzielt werden.
In Weiterbildung der Erfindung überlappt der Antennenträger mit einer seiner Längsseiten zumindest teilweise, insbesondere vollständig die Leiterplatte. Durch diesen Schichtaufbau kommt es bei der Kontaktierung mehrerer Crimpverbinder mit mehreren Antennenstrukturen auf rationelle Art und Weise zu einer guten Kontaktierung bei gleichzeitig guter Impedanzanpassung, sodass auch bei mehr als einer Antennenstruktur auf dem Antennenträger gar keine oder nur wenig Übergangsverlust auftreten.
In Weiterbildung der Erfindung ist ein Kontaktpunkt der elektrisch leitfähigen Struktur auf einer von einer Längsseite des Antennenträgers abstehenden Lasche angeordnet und durch den Crimpverbinder elektrisch kontaktiert. Dadurch ist es möglich, gezielt Endbereiche der elektrisch leitfähigen Struktur (Zuleitungen) in Richtung der Lasche bzw. auf der Lasche anzuordnen, die wiederum die Oberfläche der Leiterplatte in dem Bereich überlappt, in dem der Crimpverbinder zwecks elektrischer Kontaktierung schon angeordnet ist. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, mehrere nebeneinander liegende Crimpverbinder nacheinander mit einzelnen Fahnen, auf denen der Endbereich der Antennenstruktur angeordnet ist, zu kontaktieren. In diesem Fall erfolgt zeitlich gesehen nacheinander jeweils eine Kontaktierung von einem Crimpverbinder mit einem Kontaktpunkt auf einer Lasche, wohingegen dann, wenn die Kontaktpunkte bzw. Endbereiche der Antennenstrukturen an den Seitenbereich des Antennenträgers geführt sind, gleichzeitig eine Kontaktierung aller Kontaktpunkte der Antennenstrukturen mit den Crimpverbindern auf der Leiterplatte des elektronischen Gerätes erfolgt, wenn dieser Seitenbereich des Antennenträgers überlappend auf dem Seitenbereich der Leiterplatte aufgelegt und planparallel zueinander bewegt wird.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Antennenträger Ausnehmungen für die Durchführung der Crimpflügel des Crimpverbinders im noch nicht verformten Zustand auf. Das bedeutet, dass in dem Antennenträger zum Beispiel Ausnehmungen eingestanzt werden, durch die die nach oben von der Leiterplatte abstehenden Crimpflügel durchgeführt werden, wenn ein Seitenbereich des Antennenträgers überlappend planparallel auf die Oberfläche der Leiterplatte zubewegt wird. Dies erleichtert den Prozess des Zusammenbringens und außerdem haben die Crimpflügel ausreichend Platz und werden nicht von Material des Antennenträgers beim Verformen gestört.
Alternativ oder ergänzend dazu ist vorgesehen, dass der Antennenträger zum Durchstoßen der Crimpflügel des Crimpverbinders im noch nicht verformten Zustand geeignet und ausgebildet ist. In diesem Fall müssen Geometrie und Materialeigenschaften sowohl der Crimpflügel als auch des Antennenträgers so aufeinander abgestimmt sein, dass dann, wenn die Spitzen der Crimpflügel den Antennenträger durchstoßen sollen (ggf. unter Zuhilfenahme einer Presse oder eines Stempels) noch keine Verformung oder nur eine sehr geringfügige Verformung der Crimpflügel erfolgt, sodass diese erst danach zielgerichtet zwecks mechanischer Lagefixierung und elektrischer Kontaktierung verformt werden. Es kann aber auch daran gedacht werden, den zuerst durchzuführenden Durchstoßvorgang und den darauf folgenden Umformvorgang der Crimpflügel direkt aufeinander zeitlich folgen zu lassen, sodass das Durchstoßen und das Verformen der Crimpflügel zwecks mechanischer Lagefixierung und elektrischer Kontaktierung als ein Verarbeitungsschritt anzusehen sind. Zu diesem Zweck ist in besonders vorteilhafter Weise in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Antennenträger eine Kunststofffolie. Eine solche Kunststofffolie hat den Vorteil, dass sie einfach und unkompliziert mit den elektrisch leitfähigen Strukturen (zum Beispiel durch einen Aufdruckvorgang) versehen werden kann, sich gleichzeitig an die Geometrie im Einbauraum (bzw. der Einbaufläche) anpassen lässt und auch das Durchstoßen der Crimpflügel bzw. das Ausstanzen für die Ausnehmungen für die Durchführung der Crimpflügel leicht realisiert. Außerdem kann bei einer Ausführung die Kunststofffolie plastisch oder thermisch verformt sein, um sie so dem Kontaktbereich auf der Leiterplatte und/oder dem Einbauraum der auf dem Antennenträger angeordneten Leiterstruktur vorzugsweise vor oder auch während oder sogar nach dem Einbau anzupassen.
Während sich die vorstehende Beschreibung und die weiter unten gemachten Ausführungen bezüglich eines Ausführungsbeispieles auf ein Antennensystem beziehen, ist es grundsätzlich allgemein denkbar, den dort zugrundeliegenden Gedanken auch allgemein zur Realisierung einer Crimpverbindung zu verwenden.
Bei diesem allgemeinen Gedanken kommt eine Leiterplatte zum Einsatz, die eine Lötfläche, beispielsweise eine Leiterbahn oder einen Kontaktpunkt am Ende der Leiterbahn, aufweist auf der der Crimpverbinder aufgelötet wird. Damit steht ein Verbindungsteil, gebildet aus Leiterplatte und Crimpverbinder, zur Verfügung. Der Crimpverbinder weist abstehende Crimpflügel auf, die einen Kontaktbereich bilden. In diesen Kontaktbereich wird eine elektrisch leitende Struktur eingelegt, danach die Crimpflügel verbogen, um auf diese Art und Weise die Crimpverbindung und damit die elektrische Kontaktierung zwischen der Leiterbahn der Leiterplatte und der elektrisch leitenden Struktur herzustellen. Bei der elektrisch leitenden Struktur kann es sich beispielsweise um einen elektrischen Leiter eines Kabels, insbesondere den Innenleiter eines Koaxialkabels, handeln. Alternativ sind auch andere elektrisch leitende Strukturen denkbar. So kann es sich beispielsweise um eine Metallfolie handeln, die entweder in den Zwischenbereich zwischen den Crimpflügeln eingelegt wird und anschließend die Crimpflügel umgebogen werden. Bei der Metallfolie ist es ebenfalls denkbar, dass die Crimpflügel diese Metallfolie durchstoßen oder die Metallfolie Ausnehmungen aufweist, durch die die Crimpflügel durchgeführt werden können. Nachdem dies erfolgt ist (Durchführung oder Durchstoßung) werden die Crimpflügel umgebogen. Auch bei dieser Variante bildet in vorteilhafter Weise der Crimpverbinder, der auf der Leiterplatte aufgelötet ist, die Crimpverbindung. Ebenso ist es denkbar, eine Kunststofffolie mit der Crimpverbindung zu verbinden, wobei die Kunststofffolie plan parallel auf die Leiterplatte aufgelegt wird, so dass dabei eine elektrisch leitende Struktur, die auf der Kunststofffolie aufgebracht ist, in dem Kontaktbereich der Crimpverbindung, insbesondere zwischen den Crimpflügeln des Crimpverbinders, angeordnet wird. Auch hierbei wird durch das Auflegen der Kunststofffolie auf die Leiterplatte die Kunststofffolie durchstoßen oder sie weist Ausnehmungen auf, durch die die Crimpflügel durchgeführt werden. Dieser allgemeine Gedanke geht also von zwei beteiligten Einheiten aus. Die eine Einheit ist die elektrisch leitende Struktur (zum Beispiel elektrischer Leiter, Metallfolie oder Kunststofffolie mit elektrisch leitender Struktur darauf), die zur Herstellung einer Crimpverbindung mit einem Crimpverbinder verbunden werden soll. Die zweite Einheit ist gebildet von einer Leiterplatte, auf die der Crimpverbinder aufgelötet ist. Dieser derart gebildete Crimpverbinder kann einfach, schnell und unkompliziert dadurch hergestellt werden, dass der Crimpverbinder als SMD-Bauteil ausgebildet ist, auf der Leiterplatte an dem gewünschten Ort platziert und anschließend festgelötet wird. Dies erfolgt in besonders bevorzugter Weise in einem Lötbadverfahren. Nachdem diese beiden Einheiten separat voneinander hergestellt worden sind, werden sie zwecks räumlicher Anordnung zueinander und Herstellung einer elektrischen Kontaktierung zusammenge- bracht. Dies erfolgt dadurch, dass der Kontaktbereich der elektrisch leitenden Struktur (zum Beispiel Endbereich des Kabels, entsprechend geformter Endbereich der Metallfolie (zum Beispiel länglich geformter Kontaktbereich) oder beispielsweise streifenförmiger Bereich der Kunststofffolie mit dort angeordneter elektrischer leitender Struktur (insbesondere in länglicher Form)) mit dem Crimpverbinder in Verbindung gebracht wird. Dies erfolgt durch Auflegen des Kontaktbereiches der elektrisch leitenden Struktur von oben in Richtung der Oberfläche der Leiterplatte, auf der sich der Crimpverbinder befindet und anschließendem Umbiegen der Crimpflügel des Crimpverbinders, um somit den Kontaktbereich der elektrisch leitenden Struktur mechanisch festzulegen und gleichzeitig elektrisch zu kontaktieren.
Der Herstellungsprozess und die Ausgestaltung eines solchen Antennensystemes sind beispielhaft in den Figuren 2 und 3 gezeigt und im Folgenden beschrieben.
Figur 2 zeigt, soweit im Einzelnen dargestellt, das nicht näher dargestellte elektronische Gerät mit seiner Leiterplatte 2 des Antennensystemes 1 (Antennenstrukturen und dergleichen sind vorhanden, aber nicht gezeigt), wobei im Bereich einer ebenfalls nicht dargestellten Leiterbahn auf der Leiterplatte 2 ein Crimpverbinder 4, insbesondere als SMD-Bauteil ausgebildet und abweichend von dem bekannten Crimpverbinder gestaltet, angeordnet ist. Diese Anordnung erfolgt durch Verlöten des Crimpverbinders 4 auf der Leiterbahn und kann durch eine mechanische Festlegung unterstützt werden. Der Crimpverbinder 4 ist in etwa im Seitenbereich der Leiterplatte 2 angeordnet und in einem solchen Fall beispielsweise auch in einem Endbereich der Leiterbahn bzw. mit einem extra dort vorgesehenen Kontaktpunkt, in dem die Leiterbahn mündet, verlötet. Dies muss aber nicht zwangsweise so sein, sondern der Crimpverbinder 4 kann auch in anderen Bereichen (bis in etwa in die Mitte der Leiterplatte 2) auf der Leiterplatte 2 an geeigneter Stelle angeordnet sein. Dies gilt auch für mehr als einen Crimpverbinder 4, wobei beispielsweise mehrere Crimpverbinder 4 in einer Reihe nebeneinander, in Gruppen, oder vollständig vereinzelt verteilt über die Leiterplatte 2 vorhanden sein können. Durch die Anwendung der SMD-Technik ist eine genaue Positionierung des jeweiligen Crimpverbinders 4 möglich, sodass auch mehrere Crimpverbinder 4 mit einem Pressvorgang mit den jeweiligen Kontaktpunkten des Antennenträgers 3 kontaktiert werden können. Durch diese genaue Positionierung (Präzision) der Crimpsteckverbindung kann insbesondere bei der Serienherstellung von Antennensystemen eine wiederholbare Geometrie und somit eine wiederholbare Impedanz in vorteilhafter Weise hergestellt werden.
Figur 3 zeigt die erfolgte Kontaktierung, wobei erkennbar ist, dass der Antennenträger 3 (insbesondere eine Kunststofffolie) mit einer davon abstehenden Lasche 7, die planparallel auf der Leiterplatte 2 angeordnet ist, die elektrisch leitfähige Struktur auf dem Antennenträger 3 mit dem Crimpverbinder 4 auf der Leiterplatte mechanisch festgelegt und elektrisch kontaktiert wurde, in dem die Crimpflügel 5 des Crimpverbinders 4 umgebogen worden sind. Dies ist lediglich ein Beispiel für die Art und Weise der Kontaktierung, sodass es auch denkbar ist, dass der Antennenträger 3 (die Kunststofffolie) mit einer ihrer Längsseiten zumindest teilweise, insbesondere vollständig, eine der Längsseiten der Leiterplatte 2 überlappt, sodass die in Figur 3 dargestellte Ausführungsform mit der Lasche 7 lediglich eine besondere Ausführungsform ist.
Bezugszeichenliste:
1 . Antennensystem
2. Leiterplatte
3. Antennenträger
4. Crimpverbinder
5. Crimpflügel
6. Lötfahne
7. Lasche

Claims

Hochfrequenz-SMD-Crimp Patentansprüche
1 . Antennensystem (1 ), insbesondere für ein Fahrzeug, aufweisend eine Leiterplatte (2) sowie einen Antennenträger (3) mit zumindest einer elektrisch leitfähigen Struktur zum Senden und / oder Empfangen hochfrequenter Signale, wobei die zumindest eine elektrisch leitfähige Struktur über einen Crimpverbinder (4) mit Crimpflügeln (5) mit einer Leiterbahn der Leiterplatte (2) elektrisch kontaktiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Crimpverbinder (4) auf der Leiterbahn der Leiterplatte (2) aufgelötet ist und dass die elektrisch leitfähige Struktur im Kontaktbereich mit dem Crimpverbinder (4) in etwa planparallel zu der Leiterplatte (2) angeordnet ist.
2. Antennensystem (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Crimpverbinder (4) nebeneinander auf der Leiterplatte (2) angeordnet sind.
3. Antennensystem (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenträger (3) mit einer seiner Längsseiten zumindest teilweise, insbesondere vollständig, die Leiterplatte (2) überlappt.
4. Antennensystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktpunkt der elektrisch leitfähigen Struktur auf einer von einer Längsseite des Antennenträgers (3) abstehenden Lasche (7) angeordnet ist und durch den Crimpverbinder (4) elektrisch kontaktiert ist.
5. Antennensystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenträger (3) Ausnehmungen für die Durchführung der Crimpflügel (5) des Crimpverbinders (4) im noch nicht verformten Zustand aufweist.
6. Antennensystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenträger (3) zum Durchstoßen der Crimpflügel (5) des Crimpverbinders (4) im noch nicht verformten Zustand geeignet und ausgebildet ist.
7. Antennensystem (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenträger (3) eine Kunststofffolie ist.
8. Antennensystem (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kunststofffolie plastisch oder thermisch verformt ist.
9. Crimpverbindung für eine elektrisch leitende Struktur zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit einem Crimpverbinder, dadurch gekennzeichnet, dass die Crimpverbindung von einer Platine mit einer elektrisch leitenden Struktur und einem dort in etwa planparallel aufgelöteten Crimpverbinder mit Crimpflügeln gebildet ist.
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