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Alternativen zu metallischen Stanzgittern

Quelle: Freudenberg Mectec Europa GmbH

Alternativen zum metallischen Stanzgitter  Fertigungsmethoden, um elektrische Funktionen auf oder in Kunststoffbauteilen zu realisieren.  Umspritzen von - Stanzgittern - Flachleitern - Rundleitern - flexiblen Leiterbahnen  MID - 2K-Spritzguss - Laserstrukturierung - Heißprägen - Flamecon® - gedruckte Leiterbahnen  Einsatz leitfähiger Kunststoffe  ....

Alternativen zum metallischen Stanzgitter

 Umspritzen von  Flachleitern  Rundleitern  Problemstellungen  Deformation der biegeweichen Materialien - Abreißen von Verbindungspunkten (Lötstellen, etc.)  i.d.R. keine Anschmelzung der Kabel- bzw. Litzenummantelung durch die Umspritzmasse - Dichtigkeitsprobleme  Auswaschung der Litzenummantelung durch den Umspritzprozess  Verquetschen der Litzenummantelung beim Werkzeugschließvorgang  Gratbildung durch Verschieben des Leiters

3 D MID (Molded Interconnect Devices)

Quelle: 3D-MID e.V.

3D-MID 2K-Spritzgießen

 Verfahrensablauf  Herstellen von 3 D MID Bauteilen durch 2 K Spritzgießen (verschiedene Verfahrensvarianten)

Quelle: Bayer Quelle: 3D-MID e.V.

3D-MID Heißprägen  Verfahrensablauf  Herstellen von 3 D MID Bauteilen durch Heißprägen  „Verkrallung“ der Leiterbahnen im Polymer

Quelle: 3D-MID e.V.

Quelle: Oechsler AG

3D-MID Laserstrukturierung  Subtraktive Laserstrukturierung  Kunststoffteil spritzen  Metallisieren  Ätzresist aufbauen  Strukturieren des Ätzresist mit Laser  Kupfer wegätzen  Oberflächenveredelung  Semi-Additive Laserstrukturierung  Kunststoffteil spritzen  Metallisieren  Ätzresist aufbauen  Strukturieren des Ätzresist mit Laser  Metallisieren  Wegätzen von Atzresist und Grundmetallsierung  Oberflächenveredelung  Laser-Direkt-Strukturierung (LPKF-LDS-Prozess)  Die Verfahrensschritte: - Spritzgießen - Laserstrukturieren und -aktivieren - Metallisieren

3D-MID Laserdirektstrukturierung

Quelle: LPKF Laser & Electronics AG

Quelle: BASF SE

 Metallorganischer Komplex im Kunststoff dient als Katalysator für die chemische Beschichtung  Leiterbahnbreiten bis zu 150 μm möglich

3D-MID Folienhinterspritzen

Quelle: LKT Erlangen

 Strukturierung mittels Primer  Zuschnitt- und Umformprozess  Hinterspritzen / -füttern der Folie im Spritzgießprozess

3D-MID Flamecon®-Verfahren

Kupferdraht

Antriebsturbine

Anschluss für Treibgas (Druckluft bzw. Stickstoff) Gasanschlüsse für Flamme (Acetylen und Sauerstoff) Quelle: Leoni AG

3D-MID Flamecon®-Verfahren  Chemie- und maskenfreies Aufbringen elektrisch leitfähiger, strukturierter Schichten u. a. auf Kunststoffbauteilen. Diese Leitungen lassen sich je nach Querschnitt oder metallurgischer Zusammensetzung sowohl zur Signal- und Stromleitung als auch für Heizzwecke verwenden.

Quelle: Leoni AG

3D-MID M3D-Verfahren (Maskless Mesoscale Material Deposition )

Quelle: Optomec Advanced Applications Laboratory

 Aerodynamisch fokussierter Aerosolstrahl  Leitfähige „Tinte“ erzeugt Leiterbahn  Verbesserung der Leitfähigkeit mittels Sinterprozess

flexible Leiterbahnen Aufbau einseitig

 kurzzeitige Belastung bis zu 1.000G  Dauertemperatur: bis zu 150° C (PI)  Möglichkeit der Bewegungsübertragung  Biegen, Falten der Leiterbahn  Leiterbahndicke im Bereich von 0,12mm 0,3mm

Polyimid Kleber Kupfer

Aufbau doppelseitig Kupfer Kleber Polyimid Kleber Kupfer

Quelle: Freudenberg Mektec Europa GmbH

Beispielhafter Aufbau einer flexiblen Leiterbahn

flexible Leiterplatte

Schlossschale mit Motorund Steckerkontakten

Quelle: Freudenberg Mektec Europa GmbH

Quelle: Freudenberg Mektec Europa GmbH

flexible Leiterplatte  Einsatz flexibler Leiterbahnen

Quelle: Coroplast Fritz Müller GmbH & Co. KG

Quelle: Freudenberg Mektec Europa GmbH

Leitfähige Kunststoff-Compounds

 Hochgefüllte Kunststoffe  Kupferfasern  Niedrigschmelzende leitfähige Legierung  Demonstration auf der K 2007

 Handelsname: SCHULATEC® TinCo  Vertrieb durch die A. Schulman GmbH

Quelle: A. Schulman GmbH

Leitfähige Kunststoff-Compounds  Realisierte Lichtleiste der Oechsler AG auf der K 2007

Quelle: Oechsler AG